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2023年第47卷第9期
- 摘要：电力行业是中国煤炭消耗和碳排放最大的单一行业。实时、准确、全面的计量电力碳排放是挖掘电力碳减排潜力、引导电力用户互动减碳的基础与前提，也是支撑碳市场的数据基础。为此，以联合国气候变化公约提出的“可测量、可报告、可核实”的“三可”原则为基本设计理念，基于电力系统碳排放流分析理论，提出了电力系统全环节碳计量方法，实现电力系统源、网、荷三侧电碳信息的“分钟级”实时碳计量和“用户级”精细碳计量。在此基础上，设计了电力系统全环节碳计量系统，介绍了电力碳表系统的基本概念和实现形式。基于中国江苏常州市的实际系统运行数据和负荷数据开展了仿真验证，仿真结果验证了所提方法的有效性。最后，对电力能源系统碳计量领域需要进一步研究的关键问题进行了展望。关键词：碳计量;碳核算;碳排放流;碳表系统;电碳平台;碳排放因子2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：“碳达峰·碳中和”目标背景下，节能减排成为中国能源改革的首要任务。碳排放(简称碳排)的宏观计量无法满足能量系统碳排深入研究的需求，精细化的用能侧碳排特征能够有效指导用户低碳用能。文中基于碳熵指标提出了电-热互联综合能源系统的碳轨迹追踪方法。首先，基于“熵”与“碳排”的相似特征引入了“碳熵”概念，用以描述碳排随能量流动的无序化，研究源与荷的碳熵关系。其次，基于电、热系统的叠加特性建立了电-热互联综合能源系统的碳熵模型，形成源荷作用关系的显式表达式，对电-热互联综合能源系统进行碳轨迹追踪，并分析单个碳源作用于用户侧的碳熵分量。最后，以中国吉林省某地区电-热互联综合能源系统为例进行算例分析，验证了碳熵模型的优势及有效性。关键词：碳熵;综合能源系统;碳排放;碳轨迹追踪;低碳用能2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为促进电力行业实现低碳目标，合理有效的电力系统规划至关重要，需求响应参与电力系统规划是减少系统碳排放的重要手段。为此，设计了计及碳排放流和需求响应的电力系统双层低碳规划模型。上层规划模型为投资规划模型，以投资成本与运行成本之和最低为目标，内嵌全年8 760 h时序运行模拟模型，采用机组聚类线性化方法对传统燃煤机组进行建模，协调优化传统机组、新能源和储能的投建容量；下层模型根据上层模型计算出的机组出力和线路潮流数据，基于碳排放流理论和负荷侧阶梯碳价机制形成需求响应模型，合理调节负荷分布以降低碳排放量及碳排放成本。最后，在改进的IEEE RTS-24节点系统上对所提模型进行了分析与验证。关键词：电力系统规划;碳排放;机组聚类线性化;需求响应;阶梯碳价2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：文中建立了一种基于供需双侧双重博弈的园区综合能源优化调度模型。首先，引入储能“荷碳率”的概念和调度周期内碳排放守恒原则，建立了扩展的碳排放流模型。基于该模型，在园区内部实施以碳为主导的定价机制，并建立园区和用户的上下双层博弈模型。而在多个园区之间则采用纳什议价模型来模拟各主体参与碳交易市场的博弈行为，从而形成双重博弈机制。采用数据驱动的两阶段鲁棒优化结合自适应交替方向乘子法进行求解，获得最优碳配额交易量和交易价格。最后，算例仿真结果表明所提扩展碳排放流模型的正确性和碳排放流定价机制在降低碳排放方面的作用。同时，也分析了碳交易市场和碳捕集对不同资源禀赋主体的作用以及文中采用算法的有效性。关键词：综合能源系统;优化调度;碳捕集;碳交易;双重博弈;碳排放流;纳什议价模型2|0|0更新时间：2025-06-16
碳视角下的电力系统分析与优化
- 摘要：综合能源系统（IES）中不同品质能量的转换和高比例可再生能源集成背景下源荷的不确定性均增加了系统能量的不可用性。为统一量化分析上述场景中的能量不可用性，基于IES的网络属性，提出了面向可再生能源集成的IES熵态机理与分析方法。基于IES㶲流机理模型，建立了IES物理层面热力学熵增机理模型；基于广义信息功理论，引入IES信息学等效热力学熵增机理模型。结合IES的网络化特征，定义了熵态、熵增流、熵增流量、熵增源、节点熵增等IES熵态基本概念。在此基础上，提出了IES各个环节的熵态建模方法。最后，通过算例系统验证了所提模型可有效求解IES的熵态分布，并探讨了源荷预测差异性对系统熵态分布的影响。关键词：综合能源系统;能量退化;不确定性;熵态;熵增流2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：城市综合能源系统运行优化面临新能源发电强随机性和强波动性、负荷功率不确定性以及系统参数不确定性的多重挑战。文中构建考虑聚合特性的用户侧灵活性资源调度模型，提出考虑不确定性与交互功率的城市综合能源系统两阶段优化调度策略。在日前阶段，采用混合随机鲁棒优化方法处理建筑群参数不确定性和源荷不确定性，得到城市配电网与上级电网的最优交互功率区间。在日内阶段，基于新能源发电和负荷的预测结果，采用模型预测控制滚动优化系统的调度策略。算例结果表明，调度策略能够保证用户的热舒适度需求，得到的交互功率区间具有较强的应对日内不确定性能力，同时降低交互功率短时剧烈波动对系统运行安全性和经济性的影响。关键词：城市综合能源系统;优化调度;混合随机鲁棒优化;模型预测控制;新能源;不确定性4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：充分发挥楼宇综合能源系统能源生产侧与消费侧源荷互动特性的作用，需要由供能的舒适度来保证。基于群体热舒适感会随季节调整其对环境的热期望的热适应性原理，建立楼宇综合能源系统中的能量枢纽选型定容统一优化模型。模型计及典型日室外温度、光照辐射强度和刚性电热负荷对室内温控负荷及能量枢纽出力的影响，将室温调节策略和能量枢纽容量配置基于群体热环境舒适区间进行约束，实现楼宇热舒适供能与能量枢纽架构经济性的协同优化，并采用Benders分解方法加以求解。算例分析结果表明，对热舒适区间进行修正后的规划模型能减少能量枢纽的配置容量，可有效提高可再生能源利用率并降低系统整体的碳排放量。关键词：楼宇综合能源系统;优化配置;热适应性;温控负荷;低碳经济3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：提出一种将分位数线性插值概率模型和深度自回归循环神经网络相结合的新型光伏出力概率预测方法，可以弥补传统方法在概率建模及刻画复杂非线性关系能力等方面的不足。首先，提出一种基于分位数线性插值的光伏出力概率模型，能够全面准确地刻画各种情况下的光伏出力概率分布。其次，提出使用连续分级概率评分(CRPS)作为训练预测模型的损失函数，并推导出CRPS积分的封闭解析表达式用于模型的训练，保证训练的可行性与效率。最后，使用深度自回归循环神经网络对光伏出力的时间序列建模，结合所提出的光伏出力概率模型，形成新型光伏出力概率预测方法。算例结果表明，所提方法能提供可靠、高质量的光伏出力概率预测。关键词：光伏出力;概率预测;分位数插值;循环神经网络2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：现有海上风电场出力预测研究对复杂时空关系考虑不足，且多为“黑盒”模型，缺乏可解释能力。为充分挖掘时空关联并实现模型可解释，提出一种基于多重时空注意力图神经网络(MSTAGNN)的海上风电场出力预测模型。首先，构建了一种考虑空间关联的海上风电场图拓扑，并引入空间注意力机制实现图拓扑的动态变化；其次，分别利用图卷积网络和时间门控卷积网络有效提取空间和时间特征；接着，对所提模型引入多维多头注意力机制，使其获得多重可解释能力；最后，基于中国东海大桥风电场真实数据进行仿真验证。结果表明，所提模型相比传统预测模型具有更高的预测精度，同时在空间、特征、时间多个维度具有合理的可解释性。关键词：海上风电场;出力预测;图神经网络;注意力机制;可解释性;时空特征2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对含多类型微网的配电网安全经济运行问题，构建以各主体成本最小化为目标的混合博弈模型。首先，采用聚类方法削减场景，计及多类型负荷的综合需求响应构建主从博弈模型。配电网作为领导者，以运行成本最小为目标制定与微网交易电价，多类型微网作为跟随者在优化电价下形成合作联盟制定微网间交易电价和利益分配机制，通过优化交易电价和微网购、售电计划的耦合决策作用实现不同利益主体的双赢局面。其次，计及交互功率对配电网安全运行的影响，提出考虑配电网潮流的协调优化方法。针对模型特征，采用改进状态转移算法（ASTA）求解主体模型，从体模型采用Cplex求解器求解，主从模型相互影响获取混合博弈模型的均衡策略。最后，仿真结果验证了所提出方法的有效性和合理性。关键词：主动配电网;需求响应;多微网系统;混合博弈;无功优化2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：分布式电源的间歇性波动以及储能、电动汽车反复充放电等随机因素对直流配电系统的稳定运行带来了极大的挑战。首先，文中针对主从控制下直流配电系统的随机激励，建立了降阶随机微分方程，推导了系统随机微分方程的解析解。然后，建立了均值及均方稳定性的解析化判据，全面刻画了小扰动稳定与均值及均方稳定的关系，推导出小扰动不稳定但均值均方稳定的判据。最后，通过仿真及实验验证了理论分析的有效性。关键词：柔性直流配电系统;随机微分方程;均值稳定;均方稳定;小扰动稳定2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：考虑到基于深度学习的暂态稳定评估方法对电力系统输入数据的描述不够全面，异构数据常被忽略,且许多特征信息无法有效融合，为充分利用电力系统各类异构数据以提高模型的精确度和算法性能，提出了一种异构数据特征级融合的深度学习方法。首先，利用多层感知机、图卷积网络、门控循环单元分别对静态多变量数据、拓扑图域数据、时序多变量数据进行特征提取；然后，采用张量融合方法对所提取特征进行特征级融合，并将展平的融合特征输入共享层，利用基于同方差不确定性的多任务学习方法，同时实现了暂态稳定判别与暂态稳定裕度预测。在此基础上，建立了暂态稳定评估模型，并对所提方法的性能进行了评估。最后，采用新英格兰10机39节点系统进行仿真、训练与验证，结果表明所提方法能有效提升评估的准确性与鲁棒性。关键词：暂态稳定评估;异构数据;深度学习;特征级融合;自适应多任务学习2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对风速缺失与异常数据修复问题，考虑到风速采样网络中的节点数据相关性，提出了一种基于参考序列与全卷积网络的风速数据缺失与异常修复方法。首先，构建了基于全卷积插值网络与全卷积门控网络的数据修复模型。然后，利用全卷积插值网络计算无参考修复数据，利用全卷积门控网络计算无参考修复数据与参考数据的权重系数，并将两种数据带权重求和得到最终修复数据。最后，使用两个风电场数据验证了所提方法的效果。结果表明，与其他无参考修复方法相比，所提方法能够利用相近节点的参考风速数据，提高目标节点的风速时序数据修复精度。关键词：风电场;风速数据;数据修复;深度学习;全卷积网络2|4|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：多相环形无刷励磁机是目前在运百万千瓦级核电站广泛采用的励磁机型，因其未配备完善的继电保护，现场发生的多起故障带来了严重损失。实现该保护的难点在于励磁机为旋转电枢式电机，可量测的量仅为定子励磁电流，需用单一电气特征实现对多种故障的保护及区分。首先，文中从各种故障前后转子电枢电流及空间谐波磁场特性入手，对励磁机定、转子绕组及旋转整流器故障的特征及机理进行了深入研究，根据绕组结构不对称下定、转子电流的相互感应关系，得出各种故障暂态及稳态时的频谱分布特征及演变规律；其次，以十一相环形无刷励磁机为例，对动模样机进行了不同故障的实验和仿真，实验和仿真结果验证了理论分析的正确性；最后，提出了一种基于定子励磁电流的新型保护原理，动模样机实验及保护装置的现场运行及测试结果表明，该原理能够实现对故障的可靠灵敏保护，并能有选择性地区分故障。关键词：核电机组;无刷励磁机;继电保护;励磁电流;谐波;故障诊断4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为提高5G基站闲置储能的利用率，设计了一种5G基站储能参与电网调度的多基站储能系统，采用参与电网需求响应和低储高放的协同调度机制，建立了考虑过充过放惩罚和调度成本等多因素的多基站储能系统经济模型。以经济效益最大化为目标，提出了一种基于深度强化学习的5G基站储能充放电行为调控方法。该方法使用深度确定性策略梯度对系统环境信息进行学习，并对5G基站储能进行分组以降低学习维度。仿真结果表明，该方法能够保证5G基站储能单元后续可调容量，有效控制基站储能荷电状态变化范围，并最大化基站储能参与电网调度所得收益。关键词：5G基站;深度强化学习;储能;调度策略;经济效益2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：对复合储能系统参与风电波动平抑进行了探讨和分析。首先，传统滤波方法在提取并网功率时以风电波动大的时段确定平滑程度，在不同风电波动场景整体平滑效果差异较大，提出自适应时间尺度小波包方法，能够根据风电波动情况自适应规划滤波时间尺度，同时在时间尺度内自适应确定分解层数，兼顾不同风电波动时段，提高了场景适应能力。然后，基于功率型、能量型储能出力充放电响应分界时间，用所提方法进行内部功率分配，并设计了计及复合储能荷电状态（SOC）优化和能量型、功率型储能协调控制的双目标模糊控制策略，在优化SOC的同时减小对并网功率的影响。最后，依托某风电场典型日数据在MATLAB中验证了所提方法的有效性。关键词：自适应时间尺度规划;自适应小波包分解;复合储能系统;内部功率协调控制;双目标模糊控制;荷电状态优化2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：风电参与频率响应是保障高风电渗透率电力系统频率稳定性的重要方案，但风电机组的转速恢复过程可能会导致系统出现频率二次跌落（FSD）。在分析风电机组利用转子动能参与频率响应过程、FSD产生机理以及影响FSD大小主要因素的基础上，考虑风电渗透率，提出一种风电机组频率响应控制策略以减小FSD。该策略基于综合惯量控制，对风电机组的频率支撑过程和转子转速恢复过程的有功功率参考值进行分阶段设计，动态调整风电机组的输出功率来减小FSD。最后，仿真结果验证了所提策略可以在不同风电渗透率电力系统中大幅减小FSD，改善电力系统的频率响应特性。关键词：风电机组;频率响应;频率二次跌落;转子动能;综合惯量控制3|14|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：在高比例新能源接入配电网并导致电网弱化的新背景下，无功补偿电容的非基波成分易诱发并网系统谐振，制约了新能源集群接入容量的提高。文中通过分析源网两端阻抗1~1 000 Hz频段Bode图，揭示了无功补偿电容的非基波成分会使网侧阻抗特性由感性向容性发生本质转变。在常规感性弱网设计的逆变器侧固定阻抗下，网侧阻抗的本质变化会导致源网阻抗失配，诱发并网系统谐振，制约新能源集群接入容量的提高。在此基础上，提出基于容性特征抵消的主动适配控制方案，在抵消无功补偿电容影响的同时，进一步改善逆变器运行能力，并基于并网系统Nyquist曲线与逆变器单机最小闭环幅频特性峰值双重约束，给出了方案工程化参数整定原则。最后，仿真和实验结果验证了上述研究的正确性和可行性。关键词：配电网;无功补偿电容;新能源集群接入容量;容性抵消;主动适配;双重约束2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：交流电网等值阻抗反映了交流系统的强度，系统强度降低会给模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电系统的稳定运行带来不利影响。为规避高阻抗/低强度给交直流系统带来的安全运行风险，实现复杂多变电网等值阻抗的迅速准确检测，文中以包含双端模块化多电平换流器的交直流系统为研究对象，提出了一种基于无功功率扰动注入的交流电网等值阻抗在线识别方法。首先，从理论角度介绍了无功扰动注入的阻抗识别原理，分析了交流电网电阻大小以及测量表计误差对阻抗识别精度的影响，构建了基于交流母线电压信息的阻抗识别精度评价指标。然后，基于此指标提出了无功功率扰动注入量的设计原则以及基于识别精度约束的交流电网等值阻抗在线识别方法。最后，通过仿真进行验证，证明了所提方法的可行性以及阻抗识别精度的可控性。关键词：柔性直流输电;交流系统;无功功率注入;阻抗识别;精度评价;精度约束2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：具有灵活功率控制能力的分布式电源（DG）能够调整网络潮流分布，有助于含DG配电网的故障恢复。近年来，利用网络重构和DG功率控制协同的故障恢复方法快速发展。两种恢复手段协同下的暂态电气量变化可能威胁故障恢复过程的安全，尤其是合环电压波动相关研究尚处于起步阶段。为此，文中提出考虑合环电压波动抑制的配电网故障恢复协同控制方法。立足于故障恢复后系统状态和恢复过程中电压波动，分析了DG出力调节与开关动作协同的必要性；建立了考虑故障恢复后系统状态的上层模型和考虑恢复过程中电压波动的下层模型，形成了以“DG出力调节—闭合支路开关—断开支路开关—DG出力复位”为基本步骤的控制次序组合；进而提出了故障恢复分步实施方案的生成方法。算例表明，该方法能够最大限度保证故障恢复过程安全与恢复后系统状态，有效提升含DG配电网的供电可靠性。关键词：配电网;分布式电源;故障恢复;电压波动抑制;协同控制2|0|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：单相级联多电平逆变器(CMI)因其可实现组件级最大功率点跟踪(MPPT)、组件可关断、多电平输出电压谐波含量低、集优化器与并网逆变器为一体的结构等优势，近年来在光伏并网系统的研究领域受到关注。以单相非隔离型独立直流母线结构的光伏级联多电平逆变器(PV-CMI)为研究对象，针对其存在的两个问题进行综述：一是因缺少隔离环节可能导致的漏电流问题：二是单相PV-CMI各单元间相互独立的直流光伏输入可能导致的功率不均衡问题。这两个问题对单相PV-CMI的安全稳定运行造成了威胁，从而极大地限制了单相PV-CMI的推广和应用。文中分析了单相PV-CMI的基本原理和拓扑特点，分别就其漏电流与光伏功率不均衡两大关键问题，综述现有的研究方案并进行了总结。最后，展望了PV-CMI未来的发展趋势及其存在的技术挑战，为后续研究提供了参考。关键词：级联多电平逆变器（CMI）;漏电流;功率不均衡;光伏逆变器2|1|0更新时间：2025-06-16
综述
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