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2024年第48卷第12期
- 摘要：“双碳”目标下，不对称碳监管政策在电力行业低碳转型路径中引发的强、弱复合碳泄漏效应需要引起关注。针对单边碳减排政策在电力系统中的影响，结合边际电价理论构建了考虑输电网级能源网架扩展与配电网级能源枢纽负荷行为的电力系统双层规划模型。首先，在上层能源网架规划中分析线路扩展带来的弱碳泄漏效应，通过拉格朗日乘子求解电网边际电价，在此基础上计及强碳泄漏效应影响下的负荷转移行为，建立下层能源枢纽经济规划模型；其次，分析碳泄漏的成因并提出缓和手段，建立对应模型；然后，提出电力系统双层低碳规划的求解流程，并设计提升双层规划收敛性的二分启发式方法；最后，在改进的IEEE 12节点系统与改进的IEEE 236节点系统中进行仿真，分析碳价格与碳泄漏缓和手段对碳泄漏效应的影响，算例结果验证了碳泄漏的形成渠道与影响。分析免费碳配额或碳排放关税对碳泄漏效应的缓和作用与风险，同时，研究双层规划模型收敛性，可为电力系统低碳转型路径中开展合理碳监管提供参考。关键词：碳泄漏;双碳;低碳政策;边际电价;负荷转移;电力系统规划4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为应对日益严重的环境和能源问题，碳减排相关研究已成为重中之重，碳排放流能够辨析碳要素的流动。以此为研究背景，提出一种计及站-网损耗分摊的区域综合能源系统碳排放流计算方法。依据双层结构热力系统等效变换规则，构建电-气-热网络统一结构模型。在此基础上，对区域综合能源系统网络损耗实现双向分摊，碳排放流损耗等效至管线两端节点，明确网络损耗对应碳排放责任的主体。针对能源站碳责任的界定问题，在考虑能源站损耗的碳排放流集线器模型基础上，推广至标准化矩阵碳排放流集线器，并采用区域综合能源系统碳排放流统一矩阵计算方法，实现站-网损耗分摊下的碳排放流计算和分析。算例结果验证了所提方法的合理性和有效性，网损的双向分摊和考虑能源站损耗的碳排放流集线器模型使发电侧和用户侧更加公平地承担对应的碳排放责任，分布式多类型可再生能源的接入有利于提高全域新能源渗透率，降低站-网综合碳排放流损耗。关键词：综合能源系统;新能源;碳排放流;网络损耗5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着电力行业碳减排任务的推进，电-碳耦合愈加紧密，为综合能源系统优化运行带来了新机遇、新挑战。根据新型电力系统多能互补、清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动的基本特征，提出需求侧动态电-碳双响应的日前多级市场交易方法。首先，基于碳排放流理论，将源侧碳排放信息传递至各园区，实现差异运行方式下电力系统源-网-荷的精细化“电-碳”联动。然后，构建需求侧电-碳-绿证多元交易市场，鼓励更多主体参与市场，充分挖掘需求侧在经济、环境等方面的价值。最后，建立主网与各园区间的双层综合能源系统优化调度模型。上层主网发布动态电价与动态碳排放因子，下层需求侧的各园区生成有效的减排方案，使得源荷双侧形成有效互动，综合能源系统整体实现低碳经济运行。仿真结果表明，所提策略能够在较为精确表征碳排放的基础上，通过完善需求侧多元交易市场，深度挖掘园区的碳减排潜力，提高新能源的消纳率，有效平衡系统的经济性、安全性和低碳性。关键词：需求响应;碳排放;碳交易;绿证交易;综合能源系统4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对未充分挖掘具有源荷双重特性的电动汽车集群调度潜力以辅助电力系统低碳运行的问题，提出了计及电动汽车的综合能源系统内多主体协同低碳经济调度策略。首先，考虑综合能源系统内多主体的电能交易构建了风电主体优化运行模型、计及碳捕集与电转气系统综合灵活运行的电-热耦合系统优化运行模型以及电动汽车主体优化运行模型；其次，基于纳什谈判理论建立了综合能源系统内多主体合作运行模型，将其分解为多主体联盟效益最大化子问题和电能交易支付谈判子问题，并采用交替方向乘子法对上述两个子问题进行了分布式求解以保护各主体的隐私；最后，通过算例仿真验证了所提策略能够充分挖掘碳捕集-电转气系统和电动汽车集群支撑风电消纳实现综合能源系统碳减排的潜力，提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益，有效实现综合能源系统内各主体协同互济，促进新能源消纳、提升系统低碳性和经济性。关键词：低碳经济调度;综合能源系统;新能源消纳;纳什谈判;碳捕集;电转气;电动汽车6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用，提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制，电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先，计及路况对电动公交车运行时间产生的影响，根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正，构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型；然后，将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交车与新能源协同调度策略，构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数，并运用鲸鱼算法对目标函数进行求解；最后，基于经济指标和性能指标，对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析，通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交车与新能源协同调度策略的优越性。关键词：配电网;电动公交车;碳配额;激励机制;协同优化调度3|1|1更新时间：2025-06-16
碳达峰·碳中和与电力能源转型
- 摘要：中国电网新能源装机不断增加，对电力系统暂态电压稳定产生了显著影响。在新能源低电压穿越控制作用下，电力系统出现了新的电压失稳现象。文中从电力系统的新型P-V特性入手，研究系统的暂态行为，直观解释了实际运行中“持续低电压穿越”“反复低电压穿越”等新型失稳现象的物理机理，借助混杂系统理论建立了新型失稳现象的动力学模型。为克服混杂系统模型表达式复杂、难以解析分析的难题，文中使用现有的成熟计算工具，利用不同边界条件下的潮流计算结果，提出并验证了暂态电压失稳的判别方法。关键词：高比例新能源电力系统;电压稳定;低电压穿越;暂态稳定8|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着新能源发电和区外直流馈入占比的增加，电网暂态频率安全约束下的惯量需求越来越迫切。文中分析了高比例新能源低惯量系统的频率响应特性，理论推导了大规模新能源低电压穿越下系统频率时空分布现象产生的原因与关键影响因素。从降低局部电网暂态频率最大偏差、避免局部第三道防线动作的角度，考虑频率时空分布特性，兼顾系统的负荷、新能源和直流的分布情况，提出了惯量在同步电网内不同区域之间的分配方法，指导系统中同步机组的开机与出力安排。基于中国华东实际电网的仿真分析表明，对于新能源发电和直流馈入量较大的电力系统，短路故障引起的多点并发功率冲击下系统频率时空分布差异显著，所提方法能够有效降低频率时空分布差异，降低局部系统暂态频率的最大偏差，验证了所提方法的有效性。关键词：惯量分配;频率时空分布;新能源;同步机组;低电压穿越;暂态频率安全6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为了在提升飞轮-火电联合二次调频性能的同时控制调频成本、减少飞轮损耗，面向飞轮-火电联合系统，提出一种考虑自动发电控制(AGC)指令及电网频率偏差的基于多目标遗传算法的负荷分配策略。该策略以电网调频偏差、飞轮-火电出力能量和、飞轮损耗为三层最小化目标，考虑火电机组爬坡率及其负荷备用、飞轮荷电状态及其功率等约束条件，基于改进的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ），通过AGC功率指令变化速度及频率偏差动态调整飞轮与火电出力权重系数，以频率偏差及其变化方向调整飞轮虚拟下垂、惯性系数，求解飞轮-火电出力比例、飞轮下垂系数和飞轮惯性系数。结合中国宁夏某电厂飞轮储能系统辅助火电机组调频现场AGC指令等历史数据，在双区域两机系统模型上进行仿真实验，结果表明该负荷分配策略有效地减小了火电二次调频偏差和调节时间，提升了调频性能，同时也有效地控制了系统出力能量及飞轮损耗。关键词：火电;飞轮储能;调频;负荷分配策略;多目标遗传算法;虚拟下垂;虚拟惯性6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：高级量测体系(AMI)是新型电力系统的重要组成部分，随着大量智能终端和异构通信链路广泛接入，网络攻击的风险与日俱增。因此，提出电力AMI网络攻击致损路径图构建及风险量化评估方法，量化分析网络攻击对系统的影响。首先，考虑AMI中的3种网络攻击场景，构建了各场景攻击致损路径图及贝叶斯攻击图。其次，考虑到漏洞利用的难度和攻击者的技术水平，建立了漏洞平均攻破时间(MTTC)模型，计算各攻击目标的攻破概率。然后，建立了针对AMI虚假数据注入的负荷损失评估模型，求解出负荷削减问题，并结合攻击概率提出了安全风险综合定量评估模型。最后，基于IEEE 39节点系统，对比分析了不同级别攻击者在AMI不同攻击致损路径下的MTTC，计算了网络攻击下系统的安全风险值，验证了所提方法的有效性。关键词：信息安全;风险评估;高级量测体系;网络攻击;新型电力系统;攻击致损路径图6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：对配电网拓扑进行准确的实时辨识是电力系统安全稳定运行的基础，但随着新能源的接入以及配电网规模不断增大，配电网拓扑结构的动态变化愈加频繁且难以辨识。然而，现有配电网拓扑辨识算法所使用的历史数据需要人工对其进行拓扑标注，且拓扑辨识时间长，难以实现配电网拓扑实时辨识。因此，文中提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPAG)的两阶段配电网拓扑结构实时辨识算法。该算法不需要预先给出配电网拓扑类别的数量，即可对已有历史数据进行相应的拓扑标注及分类，并且基于FPGA实现了对配电网拓扑的实时辨别。该算法分为2个阶段：第1阶段采用变分贝叶斯高斯混合模型，对已有历史数据进行相应的拓扑标注及分类；第2阶段采用麻雀搜索算法，使得支持向量机快速收敛得到最优参数，以实现对配电网拓扑结构的精准辨识。基于该算法，利用FPGA并行架构以及高速高密度特性建立了实时拓扑结构辨识平台。最后，通过算例分析验证了所提辨识方法的有效性和优越性。关键词：配电网;拓扑辨识;现场可编程逻辑门阵列（FPGA）;变分贝叶斯高斯混合模型;麻雀搜索算法;支持向量机6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对高比例分布式光伏接入造成配电线路重过载的问题，提出一种基于时序互补线路互联和柔性负荷整形的配电线路升级与开关配置综合优化方法。考虑柔性负荷功率调节意愿、线路负载率与功率反送约束，提出柔性负荷整形潜力和线路分段整形需求计算方法。以此为基础，建立了考虑柔性负荷整形的含源配电线路升级与开关配置综合优化双层模型。其中，上层模型以配电线路年规划成本最低、线路段净负荷功率和柔性资源均衡为目标进行线路选型和开关配置，下层模型以线路年运行成本最低为目标进行网络重构和负荷曲线整形，通过上、下层模型交互迭代获得互联线路改造优化方案。上、下层模型分别采用非支配排序遗传算法、二阶锥与大M法进行求解。算例仿真结果表明，所提方法可以提高互联线路资产利用率、规划方案的经济性和可靠性，对互联线路进行柔性负荷整形有利于突破线路负载率50%的限制。关键词：配电网;线路选型;开关配置;柔性负荷;资产利用率;双层规划模型5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：配电网运行的不确定性和量测误差的未知但有界性使得精准感知系统状态难以实现。为此，文中考虑多源量测环境提出了一种计及时延融合的配电网区间状态估计方法。首先，扩展微型同步相量测量装置的量测范围，增加高精度量测冗余，提出多源量测数据融合策略实现量测数据在采样时刻上的同步。其次，基于区间数建立计及量测不确定性的区间状态估计模型，并线性化区间量测函数以降低模型复杂度。然后，提出结合区间约束传播的改进Krawczyk-Moore(KM)算法求解区间状态估计模型，采用改进的KM算子设定合理的初始解区间，引入区间约束传播缓解KM算法区间过度扩张的问题。基于IEEE 33节点和IEEE 118节点配电系统的仿真结果表明，所提方法在保证区间完备性的同时有效降低了估计区间的保守性。关键词：配电网;多源量测数据;融合;区间状态估计;Krawczyk-Moore算法5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：新型电力系统中新能源渗透率不断增加，输电网和配电网协同运行环境复杂多变，对输配协同优化算法的收敛性提出了更高的挑战。鉴于此，应用广义主从分裂法将输配协同无功优化问题分解为输电网和多个配电网的并行优化问题；为改善广义主从分裂法的计算效率，提出了基于功率、电压等多元信息交互及历史信息修正的双向安德森加速策略；在此基础上，提出了融合原对偶内点法、启发式算法和辅助函数的输配协同无功优化方法，实现了输电网和配电网多种类灵活性资源的协调配合和优化控制。算例仿真结果表明，所提方法能有效改善主从分裂法边界的收敛性能，在大规模分布式能源接入的输配协同无功优化场景中具有更好的应用价值。关键词：新型电力系统;输配协同优化;无功优化;广义主从分裂法;双向安德森加速算法6|0|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：弱电网条件下，跟网型变流器存在宽频振荡风险，而构网型变流器的振荡稳定性相对较好。随着构网型变流器在现场得到逐步应用，有必要研究两类变流器的优化配置问题。首先，提出了两种改善新能源场站弱电网振荡稳定性的跟网-构网变流器组合控制方法；其次，基于阻抗稳定性分析结果，定义了变流器并网系统的振荡安全域，并提出了基于多项式拟合的振荡安全域边界快速求解方法；然后，考虑全运行域振荡稳定约束和经济性约束，提出了跟网-构网变流器容量优化配置方法；最后，通过电磁暂态仿真进行了验证。结果表明，所提多项式拟合方法能够准确、快速地求解振荡安全域边界，所提组合控制和优化配置方法能够确保新能源场站在全运行域下保持振荡稳定。关键词：构网型;跟网型;组合控制;宽频振荡;安全域;全运行域5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：目前，空间负荷预测研究对复杂时空关系的考虑不足。为此，文中提出一种基于多维、多源特征的区域级负荷超短期时空预测模型。首先，根据已有的区域级负荷进行元胞划分，构建考虑元胞相关性的图拓扑。其次，分别通过图注意力网络、一维卷积神经网络和门控循环单元，从空间、特征和时间维度提取有效特征，连接全连接层输出结果。最后，基于美国新英格兰地区的真实电力负荷数据进行仿真验证，并提取模型注意力权重，分析元胞之间的空间依赖性。结果表明，所提模型相比传统模型在不同预测步长上均具有更高的预测精度和稳定性，有效挖掘了区域级负荷的空间依赖性。关键词：负荷预测;负荷空间分布;卷积神经网络;门控循环单元;注意力机制;可解释性7|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对新型电力系统运行场景复杂多变、调度目标繁多导致调度方案应变能力不足的问题，提出了一种考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取方法。首先，以系统历史运行断面为数据依托，从时间和空间2个维度出发，定义了考虑时空完整性的时序运行断面数学化表征形式；然后，围绕运行断面数据高维且非线性的特点，设计基于格拉姆角求和场的运行断面高维空间转换算法，将高维时序运行数据编码为运行断面图；最后，以VGG16为基模型，保留其前13层卷积层，并引入全局最大池化层(GMP)替代其末端的全连接层，构建了系统运行断面图的VGG13_GMP特征提取模型。通过算例分析验证了所提方法的有效性及鲁棒性。关键词：新型电力系统;运行断面;图像生成;卷积神经网络;特征提取6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：桥臂交替换流器(AAC)具有子模块数目少和电容小等优点，在交直流系统功率互联和柔性直流输电中具备广阔应用前景。针对AAC存在的固定调制度运行缺陷和工程应用子模块电容经济性问题，提出了一种基于三次谐波注入的AAC子模块电容优化方法和闭环控制策略。文中首先介绍了AAC的拓扑结构和运行原理，根据换流器能量平衡方程给出注入三次谐波后AAC的宽调制度运行条件，并设计了AAC的闭环控制策略；然后，基于子模块电压波动数学模型，建立了AAC的能量波动方程，能够精确生成不同调制度和功率因数角下的能量波动模型，定量分析了注入三次谐波后能够降低的能量波动峰值和子模块电容优化率，所提出的子模块电容优化方法和闭环控制策略在实现AAC宽调制度稳定运行的同时，注入的三次谐波不改变AAC能量平衡条件，最高能够降低AAC子模块电容大小为传统控制方式下的12.1%；最后，在电磁暂态仿真软件和StarSim半实物平台中搭建模型，验证了所提分析方法和控制策略的有效性。关键词：高压直流输电;桥臂交替换流器;电容优化;能量波动方程;能量平衡;移相导通5|0|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：随着大规模高比例的分布式电源接入电网运行，分布式经济调度系统因其优势显著受到更多的关注。但是，该系统特有的分布式通信构架、优化问题迭代求解过程和多利益主体参与模式为从系统内部和外部实施网络攻击提供了更宽广的时空条件，攻击模式和手段更加复杂多样，解决信息安全问题是提高分布式经济调度系统实用化程度的重要前提和基础。文中对分布式经济调度系统可能出现的信息安全问题及应对措施的研究现状进行了综述。首先，讨论了电力系统各种通信技术对分布式经济调度系统的适应性以及通信技术本身存在的安全风险；其次，介绍了外部网络攻击和内部恶意行为两类典型的信息安全问题，并进行了相关的特点分析和影响评估；然后，归纳和分析了两类信息安全问题的检测、预防、抑制措施和方法；最后，对信息安全问题模型的建立和综合安全防御体系构建进行了探讨。关键词：分布式经济调度;信息安全;外部网络攻击;内部恶意行为;信息物理系统;区块链7|2|0更新时间：2025-06-16
综述
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