最新刊期
      2023年第47卷第5期

        碳达峰·碳中和与电力能源转型

      • 胡博, 谢开贵, 邵常政, 潘聪聪, 林铖嵘, 赵宇生
        2023, 47(5): 1-15. DOI: 10.7500/AEPS20220803002
        摘要：“碳达峰∙碳中和”目标下，中国将建立以风、光等新能源为主体的新型电力系统。随着能源结构和系统形态的改变，电力系统供需双侧的不确定性将显著增强，供需失配等系统风险将愈发突出。准确评估系统风险水平对新型电力系统的规划和运行都具有重要意义。文中分析了新型电力系统的典型风险特征，论述了一套适用于新型电力系统的风险评估理论体系。首先，梳理了描述系统风险的三级风险指标体系，涵盖了供需失配的上行和下行风险以及碳排放相关的风险；然后，总结了体现新型电力系统风险特征的风险评估方法，在状态产生环节刻画多源风险因素，在状态分析环节计算多级风险指标；最后，探讨了与风险评估有机融合的系统薄弱环节辨识方法，为风险预控提供量化决策依据。  
        关键词：新型电力系统;研究框架;风险;指标体系;风险评估;薄弱环节辨识   
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        更新时间：2025-06-16

      • 考虑燃料电池汽车加氢负荷的电-氢系统协同优化运行

        袁铁江, 计力, 田雪沁, 李国锋
        2023, 47(5): 16-25. DOI: 10.7500/AEPS20220530002
        摘要：在建设新型电力系统背景下，为提高能源利用率，降低交通系统碳排放，促进配电网与交通网络融合，考虑燃料电池汽车加氢行为影响下负荷时空分布特性，构建计及燃料电池汽车交通流量与加氢行为的优化调度模型。首先，采用起止点对刻画燃料电池汽车交通流量模型，为模拟燃料电池汽车出行，采用Dijkstra算法搭建燃料电池汽车最短加氢路径模型。其次，针对可再生能源出力不确定性,基于Wasserstein距离建立风电功率预测误差模糊集，考虑电力-交通网络约束，并构建含加氢站优化调度的分布鲁棒优化模型。最后，利用强对偶理论将分布鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划模型进行求解，采用改进的33节点配电网和24节点交通网对调度方法进行验证。结果表明，所提方法相比于鲁棒优化系统总成本有所降低，加氢站调度方案在保守和乐观之间达到平衡，实现加氢站与上级网络之间良性互动。  
        关键词：氢负荷;交通网络;电氢协同;燃料电池汽车;分布鲁棒优化   
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        更新时间：2025-06-16

        学术研究

      • 基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法

        吕奇峰, 陈颖, 肖谭南, 于智同, 宋炎侃, 朱童
        2023, 47(5): 26-34. DOI: 10.7500/AEPS20220830012
        摘要：针对配电网中量测布局不均、精度不足等问题，提出了一种基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法。该方法可提高配电网状态量时空分辨率，且具有拓扑泛化能力，可适应配电网重构拓扑工况，以最小化量测采集实现配电网高精度状态感知。所提方法通过注意力机制学习节点电气状态量之间的关联关系，将潮流约束加入模型训练中并设计了模型训练所需的最小拓扑集，避免对训练样本数据的过拟合，提高生成模型泛化能力。最后，通过IEEE 33节点和IEEE 123节点标准配电网算例验证了所提方法的有效性。  
        关键词：配电网;量测;图注意力网络;状态感知;拓扑泛化   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于网络结构约简的配电网多日负荷曲线聚类方法

        祁梦雪, 梅林珏昊, 李知艺, 辛焕海
        2023, 47(5): 35-43. DOI: 10.7500/AEPS20220523001
        摘要：新型电力系统背景下，配电网末梢负荷波动态势复杂，负荷曲线聚类是简化负荷波动特性分析的有效手段。针对配电网末梢负荷，主流的单日负荷曲线聚类忽略了日间波动的差异性，而采用多日负荷曲线难以达到理想的聚类效果。鉴于此，提出一种基于网络结构约简理念的多日负荷曲线聚类新思路。首先，通过水平可视图方法生成聚类用户的负荷时间序列多层伴生网络；其次，针对所建立多层伴生网络的结构冗余性进行评估并对相似层进行聚合；最后从趋势效果、波动态势和社会属性3个方面对多日负荷曲线聚类结果进行可解释性分析。算例实验表明，相比于主流聚类方法，该方法能够高效处理多日配电网末梢负荷曲线聚类问题，且具有聚类过程免调参、聚类结果可解释性强等优势。  
        关键词：配电网;负荷曲线;聚类;网络结构约简   
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        更新时间：2025-06-16

      • 考虑通信故障的配电网失联分布式电源群优化控制策略

        方朝, 吴红斌, 杨晓东, 华玉婷, 毕锐, 丁明
        2023, 47(5): 44-52. DOI: 10.7500/AEPS20220627007
        摘要：高比例新能源并网使得配电网对通信系统的依赖性不断提高。为降低通信设备故障对分布式控制系统运行的影响，提出一种考虑多重通信故障的配电网失联分布式电源（DG）群优化控制方法。首先，建立了分布式通信网络的通信链路矩阵，并基于通信链路搜索得到了典型的故障场景。然后，考虑通信故障场景及源荷的不确定性，以综合风险最小为目标，建立了失联DG群双层优化模型，模型外层优化失联DG多场景控制策略，模型内层优化未失联DG控制策略。最后，采用改进粒子群优化算法求取失联DG群控制节点的最优控制策略。以IEEE 33节点算例系统为例，验证了该控制方法的有效性。结果表明所提方法能够有效降低系统运行风险，提高供电可靠性。  
        关键词：配电网;分布式电源;分布式控制;通信故障;电压控制   
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        更新时间：2025-06-16

      • 集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略

        尹斌鑫, 苗世洪, 李姚旺, 张松岩, 赵海彭
        2023, 47(5): 53-64. DOI: 10.7500/AEPS20220330006
        摘要：针对城镇配电网供电能力不足的问题，设计了一种集中-分布式混合压缩空气储能(CAES）电站的基本架构。该架构依托集中式先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)电站建立分布式液态空气储能电站，可更有效地利用AA-CAES电站大规模储气室的优势，延展AA-CAES电站的功能。然后，建立了集中-分布式混合CAES电站的运行模型。该模型能准确描述混合CAES电站空气压缩、液化、贮存、运输、汽化、膨胀发电等过程中的能量流通、转化、存储和释放机理。基于混合CAES电站的运行模型，结合全寿命周期成本理论，建立了混合CAES电站的优化规划与运行模型。上述模型还包含扩建输电线路、增建燃气轮机、安装电池储能等备选方案的相关约束，以便对比安装混合CAES电站和其他方案的经济效益。最后，通过算例仿真验证了优化规划与运行模型的有效性。  
        关键词：压缩空气储能;混合储能;优化规划;运行   
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        更新时间：2025-06-16
      • 段双明, 于航, 刘聪, 王铭岐, 王苏亚, 夏搏
        2023, 47(5): 65-73. DOI: 10.7500/AEPS20220628004
        摘要：针对由多个储能单元组成的大型电池储能系统(BESS)不规则充放电导致的储能单元健康状态（SOH）和荷电状态（SOC）不一致性问题，研究储能单元内SOH差异与SOC一致性的关系。结合充放电优先级排序和自适应变异粒子群优化(AMPSO)算法，提出考虑储能单元SOH和SOC一致性的BESS功率分配策略。基于包含BESS、风/光发电、电动汽车和常规负荷的共直流母线型集中式微电网并网示范平台的实测数据，对所提功率分配控制策略与传统功率分配控制策略进行了对比仿真分析。仿真结果表明，所提控制策略可有效提高储能单元SOC的一致性，延长储能单元使用寿命，降低储能单元运行损耗，增强BESS双向调节能力。  
        关键词：电池储能系统;储能单元;健康状态;荷电状态;一致性;功率分配   
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        更新时间：2025-06-16

      • 综合能源系统能源耦合度及其对运行域的影响

        肖峻, 李宗哲, 宋晨辉, 李晓辉
        2023, 47(5): 74-83. DOI: 10.7500/AEPS20220708001
        摘要：异质能源耦合是综合能源系统区别于配电系统等单一能量系统的显著特征。文中提出综合能源系统能源耦合程度的指标，设计观测方法并揭示了新的规律机理。首先，提出了耦合单元以及整个综合能源系统的能源耦合度指标。其次，建立了综合能源系统的运行域模型，描述了正常运行约束下系统的最大允许运行范围。最后，以典型电-气耦合综合能源系统为例验证了所提耦合度的合理性。总结得到电-气耦合综合能源系统运行域随耦合度的变化规律，发现了2个临界耦合度和3类现象，分析揭示了耦合度对运行域的影响机理。  
        关键词：综合能源系统;耦合度;运行域;耦合单元   
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        更新时间：2025-06-16

      • 台风灾害下电网韧性评估及差异化规划

        黄文鑫, 吴军, 郭子辉, 陈逸珲, 刘子晨
        2023, 47(5): 84-91. DOI: 10.7500/AEPS20220827002
        摘要：台风灾害易使电网产生群发性地断线从而演化为大型停电事故，造成巨大经济损失。文中针对极端台风灾害下电网韧性评估及差异化规划方法展开研究。首先，基于Batts风场模拟，构建电网线路故障恢复模型，提出一种考虑重要负荷供电韧性的评估指标。然后，构建差异化规划两阶段优化模型：第1阶段基于差异化规划方案优化线路加固策略；第2阶段通过优化储能供电支撑负荷恢复策略，进一步校验规划方案的韧性提升效果。最后，通过椭圆函数修正惯性权重的粒子群优化算法进行求解。通过仿真结果验证了所提方法的有效性。  
        关键词：电网;韧性;台风灾害;差异化规划;粒子群优化算法   
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        更新时间：2025-06-16

      • 考虑源荷不确定性的高风险连锁故障快速筛选

        朱元振, 刘玉田
        2023, 47(5): 92-103. DOI: 10.7500/AEPS20220124002
        摘要：电力系统日益增强的源荷双侧不确定性给动态安全评估带来了更大挑战。基于随机响应面法和深度森林，提出一种考虑源荷不确定性的连锁故障快速筛选方法。首先，提出了结合分布因子的改进随机响应面法(SRSM-DF)，快速计算线路连锁开断过程中的随机潮流。然后，基于深度森林提出了SRSM-DF计算误差快速判断方法，该方法可兼顾随机潮流计算的速度和精度。最后，构建了两阶段高风险连锁故障筛选策略，进一步考虑故障导致的切负荷和直流功率损失，并建立了求取连锁故障后果的线性规划模型，以降低连锁故障筛选的计算复杂度。实际电网仿真结果表明，所提方法能够快速筛选得到不确定条件下的高风险连锁故障。  
        关键词：交直流电网;连锁故障;不确定性;随机响应面法;深度森林   
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        更新时间：2025-06-16
      • 曹阳, 喻洁, 李扬, 郭吉群, 朱姝豫, 勇蔚柯
        2023, 47(5): 104-113. DOI: 10.7500/AEPS20220120003
        摘要：随着热力、天然气等多种形式能源的加入，参与综合能源市场交易的决策主体类型愈发复杂多样。然而，常用的最优化理论与大多数经典博弈理论已无法解决其日益复杂的多主体行为决策问题。针对综合能源零售商如何选择策略来竞争售能，采用新兴的演化博弈理论，在综合能源竞争型代理模式下，建立了零售侧市场演化博弈模型。该模型以有限理性与获取有限信息的综合能源零售商为研究对象，通过理论推导得出了其最优竞争策略的范围。采用基于向前Euler公式的迭代算法进行求解，算例分析了综合能源零售商的演化结果、演化时间及其影响因素，验证了演化博弈理论在市场主体行为分析中的有效性，并为政府的政策制定和综合能源市场主体的行为决策提供了建议。  
        关键词：综合能源零售商;区域综合能源市场;竞争策略;演化博弈   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于改进长期增量成本法的可靠性电价制定方法

        李鹏, 项特, 王子轩, 范须露, 王楠, 文淼
        2023, 47(5): 114-122. DOI: 10.7500/AEPS20211113005
        摘要：随着电力体制改革的不断推进，按照用户差异化需求制定可靠性电价成为完善电价体系的重要方面。文中综合考虑了系统运行方式和可中断响应因子，提出了基于改进长期增量成本法的配电网可靠性电价制定方法。该方法结合所提出的经济投资策略分析了不同运行方式下单位注入功率对经济投资年限的影响，根据不同运行方式下较小的经济投资年限推导了可靠性成本增量，并根据可靠性成本增量计算出不同可中断响应因子的区域可靠性电价。最后，计及用户差异化需求，基于单位可靠性增量成本制定了可靠性增量电价的定价方法。算例分析结果表明，由区域可靠性电价和增量电价相结合的定价体系能合理兼顾供电分区供电可靠性和用户差异化需求。  
        关键词：电力市场;可靠性电价;配电网;可中断负荷;改进长期增量成本法;经济投资年限;需求响应   
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        更新时间：2025-06-16

        研制与开发

      • 含风电场的MMC-MTDC系统通用频率响应模型

        刘昊宇, 刘崇茹, 董浩云
        2023, 47(5): 123-133. DOI: 10.7500/AEPS20220704001
        摘要：研究含风电场的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(MMC-MTDC)输电系统频率响应特性意义重大。但时域仿真建模过程复杂，不适用于理论分析，亟须提出完整的风电场与MMC-MTDC系统的频率-有功功率-直流电压动态特性分析模型。为此，利用模块化多电平换流器平均值模型交直流侧解耦的特点，独立对电网侧变流器(GSC)交流侧和发电机进行等值建模。计及背靠背变流器、汇集交流线路和风电场侧变流器(WFC)损耗的前提下，根据功率转移规律完成了直驱风机和WFC中间环节化简。以直流线路作为交互端口，结合GSC和WFC等值模型，采用模块化建模方法组建了含风电场的MMC-MTDC系统的有功类分量小信号模型。仿真结果表明，通用频率响应模型能准确模拟频率小扰动的动态过程，并进行稳定性分析，为控制系统参数整定提供参考。  
        关键词：多端柔性直流输电系统;模块化多电平换流器;直驱风机;频率控制;小信号模型;平均值模型;频率响应特性;模块化建模   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于最小特征轨迹的电力系统稳定器参数整定方法

        许昊, 甘德强, 黄润, 张杰, 黄伟
        2023, 47(5): 134-143. DOI: 10.7500/AEPS20220406003
        摘要：电力系统中低频、超低频等振荡的发生会威胁电网的安全稳定运行。电力系统控制器的参数设置直接影响系统低频和超低频振荡等小干扰问题的稳定性。为分析控制器参数对于稳定性的影响，从频域角度提出了一种基于最小特征轨迹的小干扰稳定分析方法。首先，建立转子回路的紧凑形式Heffron-Phillips模型，并根据特征轨迹得到频域稳定裕度表达式；然后，对该稳定裕度进行灵敏度分析，实现了参数对稳定性影响的量化分析。此外，基于该方法对励磁模式进行了分析，并从理论层面解释了电力系统稳定器增益存在上界的原因，同时，给出了励磁模式频率及电力系统稳定器临界增益求解方程。最后，提出了一种控制器参数整定方法，并通过算例验证了所提方法的有效性与实用性。  
        关键词：电力系统稳定器;参数整定;最小特征轨迹;灵敏度;频域稳定裕度;励磁模式   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于深度强化学习的暂态稳定紧急控制决策方法

        李宏浩, 张沛, 刘曌
        2023, 47(5): 144-152. DOI: 10.7500/AEPS20220307008
        摘要：随着广域测量系统在暂态稳定控制中的应用，广域信息的随机性时滞造成了系统受控时状态的不确定性，并且切机和切负荷控制的离散决策变量维度极高，电网在线紧急控制决策面临着挑战。为此，将暂态稳定紧急控制问题建模为马尔可夫决策问题，提出一种深度Q网络(DQN)强化学习与暂态能量函数相结合的紧急控制决策方法，多步序贯决策过程中可应对紧急控制的时滞不确定性影响。奖励函数以考虑控制目标和约束条件的短期奖励函数和考虑稳定性的长期奖励函数构成，并在奖励函数中引入暂态能量函数的势能指数来提高学习效率。以最大化累计奖励为目标，通过DQN算法在离散化动作空间中学习得到最优紧急控制策略，解决暂态稳定紧急控制问题。所提方法通过IEEE 39节点系统验证了模型在紧急控制决策中的有效性。  
        关键词：深度强化学习;暂态稳定;紧急控制决策;暂态能量函数;深度Q网络（DQN）算法;时滞   
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        更新时间：2025-06-16
      • 李咏秋, 徐晋, 汪可友, 吴盼, 李子润, 李国杰
        2023, 47(5): 153-161. DOI: 10.7500/AEPS20220310003
        摘要：固态变压器作为能源路由器的重要实现形式，在交直流配电网、微电网的能量分配与控制等方面具有广阔应用前景。为提高固态变压器运行稳定性，克服固态变压器“多器件”状态监测及“多开关”开路故障定位难题，利用数字孪生的高保真性与互操作性，提出小型固态变压器状态监测及单管开路故障诊断数字孪生方法。该方法利用电磁暂态程序构建可运行开路故障工况的数字孪生体；结合实物系统采集数据，利用量子遗传算法实现数字孪生体关键器件参数同步及状态监测；对比数字孪生体与实物系统的电气量，提出单管开路故障诊断算法，实现开关器件晶体管、反并联二极管开路故障精准定位。算例仿真结果表明，所提出方法可实现器件精准状态监测及快速开路故障诊断。  
        关键词：固态变压器;数字孪生;状态监测;故障诊断   
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        更新时间：2025-06-16

      • 不同拓扑柔性直流配电系统过电流理论计算方法适用范围

        冯帅松, 韩永霞, 张杰, 余菲, 李立浧
        2023, 47(5): 162-170. DOI: 10.7500/AEPS20220505006
        摘要：柔性直流配电系统是接入新能源、促进分布式能源发展的重要技术手段，其过电流计算是限流方案设计、设备选型、保护策略等的研究基础。具有普适性的精确理论计算方法可以简化和指导过电流的大量电磁暂态仿真。因此，文中开展了放射状和环状柔性直流配电系统极间短路故障下典型过电流理论计算方法的误差原因、影响因素和适用范围的系统性分析。首先，分别分析放射状柔性直流配电系统中过电流的解析计算方法和环状柔性直流配电系统中过电流的数值计算方法，提出了理论计算方法产生误差的根本原因是线路模型误差和公共线路耦合等。然后，在不同拓扑结构下，分析限流电抗器、线路型式及线路长度等因素对过电流理论计算误差的影响。最后，针对不同工况，提出了不同拓扑结构的柔性直流配电系统过电流理论计算方法的适用范围。  
        关键词：柔性直流配电系统;过电流;理论计算;限流电抗器;线路参数   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法

        汤涛, 周宇, 曾祥君, 罗春辉, 李晓涵, 袁康健
        2023, 47(5): 171-179. DOI: 10.7500/AEPS20220327003
        摘要：灵活接地系统发生单相高阻接地故障后，并联小电阻的投入将导致故障稳态分量变小，同时各馈线零序电流稳态幅值变化量差异较小，存在选线难题。分析并联小电阻投入后灵活接地系统暂态故障特征，得到馈线暂态零序电流与母线暂态零序电压及其导数的固有关系，分析小电阻投入时刻与暂态故障特征幅值的关系，从而提出一种基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法。该方法通过小电阻投入产生的低频暂态电压电流评估过渡电阻，进而实现故障选线，不受故障初相角影响，耐过渡电阻能力强，对互感器精度要求低；同时，通过小电阻投入时刻的选择可实现暂态故障特征的最大化调控，可为灵活接地系统选线与保护方法提供新思路。最后，通过仿真和实时数字仿真（RTDS）实验验证了所提方法的正确性。  
        关键词：灵活接地系统;暂态故障;单相接地故障;高阻接地故障;消弧线圈并联小电阻;故障选线   
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        更新时间：2025-06-16

      • 基于电能质量监测数据的企业环保异常工况识别

        张逸, 姚文旭, 邵振国, 张良羽
        2023, 47(5): 180-189. DOI: 10.7500/AEPS20211203007
        摘要：针对目前污染企业环保工况异常监测实施困难、识别误差大、结果易被篡改等问题，提出了一种基于电能质量监测数据的环保异常工况识别方法。区别于对每个设备安装分表进行用电监测的现有方案，使用企业设备公共用电入口处非侵入式负荷监测所得的多维电能质量数据进行工况分类模型训练，实现异常工况识别。首先，对表征生产情况的特征数据进行时序变点检测与聚类计算，实现企业生产工况的划分；然后，结合环保设备运行情况得到用于分类的环保工况类别；进而，采用Stacking集成学习模型对环保相关的工况场景进行分类学习；最后，利用所训练的分类模型识别出企业存在的环保异常工况。利用仿真测试数据与实际企业数据验证了所提方法的有效性。  
        关键词：环保工况;电能质量;监测数据;非侵入式负荷监测;异常工况识别;环保监测;突变点检测;工况分类;Stacking模型   
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        更新时间：2025-06-16

        工程应用

      • 电力系统宽频测量装置技术规范解读及应用展望

        樊陈, 姚建国, 常乃超, 吴艳平, 杨青, 张海东
        2023, 47(5): 190-199. DOI: 10.7500/AEPS20220505003
        摘要：高比例新能源和高比例电力电子设备的接入，产生了大量间谐波信号，并引发一系列宽频域振荡事件，严重影响了电网的运行安全，现有测量技术局限于工频信号测量，无法实时监测宽频振荡等间谐波信号。文中以《电力系统宽频测量装置技术规范》发布为契机，介绍了宽频测量技术的提出背景、装置功能定位及相关术语定义，从宽频信号的采样频率、数据测量、宽频振荡监测、数据传输以及数据录波等方面讨论了宽频测量装置的功能和性能，论述了装置工程应用的方案、应用场景和应用展望，总结了标准制定中存在的问题及下一步研究方向，为宽频测量装置的工程应用提供指导和参考。  
        关键词：宽频测量;技术规范;宽频振荡;电力电子化电网;相量测量单元;广域测量系统   
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        更新时间：2025-06-16
      • 薛峰, 吴家龙, 崔晓丹, 冯佳期, 许剑冰, 徐海波
        2023, 47(5): 200-207. DOI: 10.7500/AEPS20220615002
        摘要：大规模风电集群与系统交互作用引发的次同步振荡严重威胁电网运行安全。文中提出一种基于系统阻抗辨识的次同步振荡控制实现框架及计算方法。通过辨识电网侧和风场支路阻抗得到系统序阻抗，基于系统序阻抗实部值的变化来判定稳控系统切除不同风场馈线的有效性，考虑不同风场对系统阻抗的影响大小并基于最小切除量原则制定次同步振荡控制策略。针对实际电网中电网侧阻抗及风场支路阻抗难以辨识的难点，提出电网侧阻抗极限值预估和风场支路阻抗在线测量方法。基于PSCAD/EMTDC仿真平台构建沽源地区实际风场群并网系统模型，验证了所提次同步振荡控制策略的有效性。  
        关键词：风电并网系统;次同步振荡;阻抗法;控制策略;安全稳定   
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        更新时间：2025-06-16
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