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2023年第47卷第7期
- 摘要：电力系统是碳排放的主要来源之一，碳排放的积累所形成的温室效应会导致极端天气和自然灾害，而自然灾害又会影响水电、光伏、风电等可再生低碳资源以及输配电网络的减碳功效。因此，揭示自然灾害链与新型电力系统减碳功效之间的机理十分重要。在分析自然灾害对电力系统碳排放影响的基础上，建立了“自然灾害-电力系统-碳排放变化”的贝叶斯网络，提出了一种考虑多种灾害相互作用下评估电力系统碳排放变化的方法，并以“暴雨-滑坡-洪水”灾害链案例展示了其可行性。关键词：新型电力系统;碳排放;自然灾害;贝叶斯网络2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着能源和环境的问题逐渐受到社会重视，碳减排已经成为各类系统规划问题的研究要素，综合能源系统以其多能耦合的独特性对减排提效有着重要作用。以此为研究背景，提出一种考虑碳约束的双层Nash-Stackelberg博弈扩展规划方法。依据比例分摊原则建立系统线路碳流率和节点碳势计算模型，构建了考虑多能碳流约束的电网公司、天然气公司和能源站三大主体的规划收益模型，采用了不动点迭代的双层Nash-Stackelberg博弈规划方法，利用粒子群优化算法求解博弈模型，并引入Kriging元模型提高寻优效率。算例结果验证了所提方法的合理性和有效性，博弈规划满足了市场三大主体各自利益的最大化，而多能碳流约束的引入有利于引导投资方增加绿电设备的建设。关键词：综合能源系统;碳约束;扩展规划;博弈2|2|0更新时间：2025-06-16
碳达峰·碳中和与电力能源转型
- 摘要：针对共享储能的集中式与分布式投资方式及电量共享与容量共享运营模式，分别建立了考虑可再生能源发电及用户负荷季节差异性的多场景优化模型，并采用基于供需比的定价机制对系统内的电力交易进行经济结算。为评估系统内用户负荷灵活性对储能规划及系统总成本的影响，对用户灵活性负荷进行了建模及敏感性分析。最后结合真实历史数据，通过仿真算例对不同投资及共享模式进行了多角度的分析对比，并针对峰谷电价差及规模投资效应对储能投资运营的影响进行了进一步分析。结果表明，采用集中式储能投资并进行电量共享的运营模式更具经济性。关键词：共享储能;投资规划;电量共享;容量共享;灵活性负荷2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着新型电力系统低碳化转型，新能源装机占比跃升发展，新能源出力与负荷跨季尺度的电力电量平衡对长时灵活性的需求进一步加剧，长时储能成为维持系统长期容量充裕性的一种新兴容量资源。现有面向传统发电机组的容量成本回收机制尚未将长时储能纳入考虑范畴，长时储能系统发展的经济驱动不足。针对长时储能系统适度容量补偿的机制设计问题，基于周期内和周期间双粒度时间网格结构，提出变周期时序规划场景缩减方法，并建立长时储能适配容量优化模型测算容量补偿需求。结合某新能源富集区域算例，验证长时储能适配容量和补偿水平测算模型有效性，并基于关键因素的灵敏度分析，探讨长时储能容量补偿需求下降的演化趋势，为推动长时储能可持续发展提供容量补偿机制设计的参考。关键词：氢储能;长时储能;适配容量优化;时序场景生成;容量补偿3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为避免数据中心单独配置储能出现储能利用率低、经济效益差等问题，提出一种计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划方法，能够考虑不同场景下各数据中心对储能需求的差异性和互补性，在降低储能投资成本的同时发挥储能最大效能。首先，提出了数据中心联盟共享储能运营模式，包括不同场景间共享储能使用容量分配、成本分摊和基于纳什议价的利益分配方法，保障联盟内各个体的利益。其次，考虑批处理负荷、机房空调参与需求响应，建立数据中心房间级能量管理模型，结合共享储能配置约束，以联盟集体利益最大化为目标，构建计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划模型。为使得规划结果能够应对多种运行场景，提出共享储能规划场景集选取方法。最后，设置了4个对比算例验证所提方法的有效性。关键词：共享储能;容量配置;需求响应;数据中心联盟;场景分析法2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对微电网中分布式可再生能源的不确定性，可采用机会约束随机规划刻画系统运行风险。现有研究通常基于解析变换或者典型场景处理机会约束问题，但前者依赖于特定的概率分布，而后者中的预设场景与实际场景可能存在偏差，会导致无法满足预设运行风险的难题。对此，提出一种融合数据生成技术的分布鲁棒优化方法解决独立微电网光伏-储能容量配置问题，以平衡电源配置经济性与微电网运行风险。首先，提出基于改进生成对抗网络（GAN）的光伏出力场景生成方法，以提高GAN模型训练和场景生成效率；其次，采用ϕ-散度衡量GAN生成数据与真实数据之间的偏差，采用分布鲁棒机会约束条件刻画相应光伏-储能容量下的微电网运行风险；再次，提出基于变差距离、抽样平均近似原理以及线性化技术的分布鲁棒优化问题求解方法，在充分利用GAN生成场景的同时保证优化问题求解效率；最后，采用33节点和123节点系统进行仿真分析，以验证所提方法的有效性。关键词：微电网;分布鲁棒优化;生成对抗网络;分布式光伏;优化配置;不确定性2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着大量不对称负载以及非线性负载的接入，孤岛微电网的电能质量问题日益凸显，如何合理分配不平衡和谐波功率成为关键。目前提出的分配策略多致力于实现谐波和负序电流的均分，降低过载风险，但忽略了不同逆变器改善电能质量的差异性。为此，以充分利用逆变器的剩余容量为核心思想，文中提出了一种以改善微电网电能质量为目标的功率分配策略。所提控制策略将剩余容量与输出的非基频功率之差作为输入，自适应调节基波负序和主导谐波频率处的虚拟阻抗，从而保证了逆变器在稳态工况下不过载，并为谐波电流和负序电流分别提供阻抗尽可能小的流通路径，达到改善微电网电能质量的目标。为保证虚拟阻抗调节的稳定性与快速性，基于根轨迹分布确定了虚拟阻抗稳定域范围，并提出了一种改进的变参数积分控制方法。最后，通过仿真和硬件在环实验验证了所提控制策略的可行性与有效性。关键词：孤岛微电网;电能质量;剩余容量;自适应虚拟阻抗;功率分配;稳定性;变参数积分控制2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：设备类型多样、拓扑结构复杂是交直流混联配电网的重要特征，传统方法通过对交直流侧子网等效建模进行谐振特性分析，不利于表征两侧子网间的交互作用。为此，提出了一种无须对子网进行等效的交直流混联配电网交互作用模型构建方法，可适用于两侧均为多节点分布的复杂电网，并通过分块矩阵体现交、直流侧节点电压与注入电流间的对应关系。基于该模型研究了两侧子网间的谐振交互作用机理，分析了谐振频率的交互规律和谐振幅值在两侧子网间、子网内部的谐振放大风险频域。最后，搭建了交直流混联配电网仿真模型，对所提方法和分析结论进行了验证，并从节点的谐振参与程度以及元件参数的敏感性方面给出了交互谐振抑制思路。关键词：交直流混联配电网;交互作用;谐振;参与因子;灵敏度2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：“双碳”目标下，配电网将承载分布式发电、电动汽车、电采暖等低碳技术的大规模应用，面临着承载能力不足、负载不均衡以及电能质量等问题的严峻挑战，而低压台区柔性互联技术被认为是应对上述挑战的有效手段。因此，研究了考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力（TSC）。首先，给出了考虑台区柔性互联的配电网典型结构以及运行方式，建立了考虑柔性互联设备多端口潮流灵活分配、负荷多级转供的配电网TSC模型；其次，针对所提TSC模型的非线性非凸特征，提出了基于分支定界算法的模型求解方法；然后，计算了实际台区柔性互联配电网算例的TSC，并进行N-1安全性校验；最后，观测了不同低压柔性互联设备容量下TSC数值的变化规律，给出了台区柔性互联配电网的规划运行建议，为低压台区柔性互联技术在配电网的大规模应用提供了理论基础。关键词：低压配电网;台区;柔性互联;最大供电能力2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着海上风电场逐步走向大型化，尾流效应对风电场发电效率的影响加剧。已有风电场尾流控制方法的计算负荷较大，优化效果有限。对此，基于风电场网络的更新与分簇，提出一种两步功率优化方法。基于海上风电场尾流效应完善网络化定义，提出将优化分为两个阶段以处理优化动作对风电场网络和功率的影响；引入谱聚类方法实现网络分簇，结合改进的平衡优化算法进行高效求解，并通过分簇更新与优化迭代的结合实施两步优化策略。案例仿真结果表明，相对于集中式优化，所提出的方法优化效果接近，求解时间显著缩短；与单步优化相比，在具有复杂尾流关联的场景下，能以增加一定的求解时间为代价，获得更大的功率增益。最后，对不同规模风电场和分簇数量进行了探究，所提出方法对大型海上风电场具有较好的应用前景。关键词：海上风电场;分布式优化;尾流效应;网络分簇2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着风电渗透率的不断提高，其低电压穿越行为对电网安全稳定运行的影响越来越大。文中基于大量实测数据解析了直驱风机的低电压穿越响应特性，将低电压穿越全过程分为低电压穿越过程和恢复过程。在低电压穿越过程，探讨了风电渗透率及其功率特性对并网点电压恢复水平的影响，揭示了电压延迟恢复会导致系统损失更多的风电功率并加重频率跌落。在恢复过程，探讨了无功控制切换及无功恢复策略可能引起电压反复波动而使风机多次进出低电压穿越过程并发生脱网事故的根源。为抑制电压波动、实现快速稳定的电压恢复，提出了风机的低电压穿越优化控制策略。最后，基于PSCAD/EMTDC平台进行仿真，验证了风机低电压穿越行为对并网点电压的影响和所提出低电压穿越优化控制策略的有效性。关键词：直驱风机;低电压穿越;频率跌落;优化控制2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：准确、快速的暂态稳定评估对电网安全运行至关重要。但现有方法未充分挖掘电网暂态数据的时空特性信息，限制了模型的评估性能。文中提出了一种基于时间卷积网络(TCN)和图注意力网络(GAT)的暂态稳定评估方法。该方法仅以量测母线电压幅值和相角数据作为输入，凭借GAT可以处理图数据并建立电网拓扑连接关系的优点和TCN特有的因果空洞卷积运算特性，自动从暂态数据中提取出空间特征和时间特征，进而实现对系统暂态稳定性的准确评估。此外，采用改进的焦点损失函数作为模型训练目标，可以动态适应训练过程中模型对难易样本的判别界限且自适应处理样本不均衡问题，减少了对失稳样本错分类的现象，同时还提高了全局准确率。IEEE 39和IEEE 145节点系统仿真结果表明，所提方法在响应时间上具有优越性，并且在拓扑变化和数据存在噪声情况下都具有较强的泛化性和鲁棒性，满足在线评估的准确性与快速性要求。关键词：暂态稳定;评估方法;深度学习;图注意力;时间卷积;焦点损失;时空特征2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：在能源互联网中，电动汽车(EV)不仅是一种能够参与能源需求响应的分布式移动能源节点，也是一种能够执行计算任务并通过无线传输将部分任务卸载给移动边缘计算(MEC)中心的计算节点。由于计算耗能不可忽略，文中从优化成本的角度考虑具有计算需求及能源需求的大规模EV的计算卸载及能源管理问题。考虑到EV的传输速率和充放电功率等策略受其他EV策略的影响，将EV的决策过程建模为平均场博弈(MFG)模型。首先，定义并计算MEC计算价格、传输干扰和瞬时电价等平均场项；然后,通过求解HJB-FPK方程组得到基于MFG的最优计算卸载及能源管理策略。算例分析结果表明了所提策略不仅具有最优的经济效益，而且在维护电网稳定运行方面具有明显的优越性。关键词：电动汽车;能源管理;电力调度;计算卸载;平均场博弈;成本优化2|0|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：需求响应旨在削峰填谷和改善负荷轮廓，以提升电力系统运行的安全性和经济性。合理的电力零售定价有助于引导用户调整用能行为，促进需求响应。在此背景下，提出一种用能行为学习模型和一种个性化零售定价方案。首先，分析用能行为特征，利用基于多类注意力机制的长短期记忆网络提取特征关联性，构建用能行为学习模型。然后，考虑价格风险，以最大程度开发用户需求响应潜力为目标，建立个性化零售定价模型。算例仿真结果验证了所采用的学习模型相对传统深度学习模型的优势，提出的个性化零售定价方案可开发时变需求响应潜力，且能有效规避零售商收益风险和用户购电成本风险。关键词：需求响应;电力零售定价;用能;注意力机制;深度学习2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对电压曲线分布集中导致低压台区用户相位难以准确辨识的问题，提出基于电压曲线形态特征聚类的低压台区相位辨识方法。首先，采用分段聚合近似(PAA)对配电变压器低压侧三相以及低压用户的电压曲线进行分段，提取反映整体分布的主要特征信息，减少冗余噪声的干扰。引入一阶导数与动态时间弯曲(DTW)增加对每个分段序列局部趋势变化的分析，并将其集成到PAA距离度量中，既弥补了均值特征缺乏对电压曲线趋势变化信息的考量，又能降低DTW的时间复杂度。然后，通过该距离度量综合判定电压特征序列的相似度，并以此改进传统k-means聚类的相似性度量，构建低压台区相位辨识模型。最后，通过实际台区算例分析验证了所提方法的有效性。关键词：低压台区;相位辨识;分段聚合近似;动态时间弯曲;形态特征;K-means聚类2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着分布式电源大量接入电网，配电网呈现明显的电力电子化趋势。作为功率变换接口的逆变器，其与电网的交互稳定性问题不可忽视。对三相并网逆变器进行合理的阻抗建模是分析并网系统稳定性和谐振特性的前提，谐波线性化方法作为物理意义明确的阻抗建模方法受到广泛关注。以三相LCL型逆变器为研究对象，建立了典型锁相环的谐波线性化模型，获得了表征频率耦合效应的阻抗矩阵。基于此，提出一种谐波线性化简化建模方法，对采用典型电容电流反馈控制策略的三相LCL型逆变器进行了阻抗建模。进一步，计及电网阻抗与逆变器阻抗矩阵的交互作用，对多输入多输出系统模型进行变换，获得了适用于稳定性判据的单输入单输出正负序阻抗模型。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提谐波线性化简化建模方法及相应阻抗模型的准确性和其用于稳定性分析的有效性。关键词：逆变器;锁相环;谐波线性化;阻抗建模;频率耦合2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为解决风电机组故障电压穿越所需储能容量大的问题，保证机组并网稳定性，提出一种基于储能的风电机组电压穿越自适应协调控制方法。所提控制方法在风电机组并网公共连接点处配置储能，根据储能与转子调节功率余量，引入自适应协调系数，实时分配储能补偿功率与转子惯性调节功率，实现风电机组与储能之间的协调控制。故障期间，转子能够及时响应并调节转速，使得转速保持在允许范围内，有利于风电机组承受长时间的连续电压穿越。同时，相较于无协调控制和固定比例系数协调控制，所提控制方法能够进一步减少故障期间所需储能补偿功率与容量。最后，建立双馈感应与永磁同步风电机组仿真模型，进行了电压连续穿越的对比仿真，同时搭建硬件在环实验平台，进行实验验证。仿真和实验结果证明了所提自适应协调控制策略的有效性。关键词：风力发电;储能;电压穿越;协调控制2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为促进新能源的消纳利用，锂离子电池储能系统（LiBESS）在电网中得到了广泛应用，进一步导致电网故障特征更加复杂。为此，提出一种LiBESS电磁暂态建模方法。在分析故障特征的基础上，建立了功率变流器系统（PCS）模型和兼顾电池外特性、荷电状态的锂离子电池模型。PCS控制策略引入了故障穿越控制环和负序控制环，实现了故障穿越并消除了直流母线电压波动。此外，通过机理分析和仿真验证明确了LiBESS在不同充放电模式下的故障特性差异。最后，基于PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真和基于实时数字仿真器的硬件在环测试验证了所提建模方法的有效性。关键词：锂离子电池储能系统;功率变流器系统;电磁暂态建模;故障穿越;负序控制2|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：小电流接地系统中普通单相接地的故障检测技术已逐渐成熟，但一些特殊的接地故障的特征与检测方法仍需深入研究。文中针对不接地系统与谐振接地系统发生的跨线异名相两点相继接地故障，建立了等值电路模型，分析了后发接地故障前后故障路径与非故障路径的电气量特征。分析发现非故障路径零序导纳始终不变，而在两个接地点过渡电阻均小于3 000 Ω的条件下，故障路径零序导纳的模值或相角至少有一项存在明显差异。基于此，提出了基于零序导纳变化的小电流接地系统跨线异名相两点相继接地时后发故障检测方法，可进一步实现后发故障选线与定位。基于数字仿真和实际故障数据验证了故障特征分析的正确性与检测方法的可行性。关键词：小电流接地系统;跨线故障;异名相两点相继接地;零序导纳;故障检测2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：低频变压器是低频输电系统的核心器件之一。实验表明低频系统的故障暂态过程多变，低频变压器的短路电气量特征与常规变压器有较大差异。由于励磁涌流判据开放速度缓慢，低频变压器发生区内故障时常规纵差保护的速动性受到影响。文中提出了基于故障负序分量方向原理的低频变压器快速差动保护。首先，分析了模块化多电平矩阵变换器（M3C）低频输电系统的变压器区内故障特性以及M3C换频器响应情况；其次，分析了负序计算的数值方法对负序差动影响，并通过分析低频系统故障初期的窗口时间内的负序特征，提出了故障负序分量方向的判别方法；进一步，讨论了该方法在变压器非正常工况下对励磁涌流如何区分判别。最后，以实际工程为例建立仿真模型，针对典型区内故障对所提方法进行了仿真验证。关键词：低频输电系统;差动保护;模块化多电平矩阵变换器;低频变压器;负序分量;励磁涌流2|0|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：直流配电网供电容量大、可靠性高、可控性强，已成为电力系统重要的发展方向之一。电能质量是直流配电网规划设计与运行控制的关键问题。文中探讨了直流配电网电能质量的特征，阐述了电能质量事件的产生机理、影响及评价指标；分析了直流配电网电能质量扰动传递特性，并在此基础上梳理了电能质量扰动定位的一般方法和框架，讨论了适用于直流配电网电能质量扰动定位的方法；综述了直流配电网电能质量控制的研究现状，归纳了不平衡电压、电压偏差、电压波动和谐波的控制方法。最后，从直流配电网电能质量指标定义及其关联性、多级直流配电网扰动溯源的复杂性、直流电能质量动态分区治理的混杂性等方面对直流配电网电能质量未来研究趋势进行了探讨。关键词：直流配电网;电能质量;产生机理;传递;定位2|1|0更新时间：2025-06-16
综述
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