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最新刊期
2024年第48卷第5期
- 摘要：随着新型电力系统建设的推进，安全稳定控制系统呈现出控制对象增多、控制范围增大、耦合性增强、复杂度增高的趋势，现有工程试验验证方法无法满足未来安全稳定控制系统试验验证需求。考虑到数字孪生技术具有高保真、实时性、交互性的特点，结合数字孪生技术的内涵、模型、架构，提出了基于数字孪生的安全稳定控制系统试验验证架构。最后，对所涉及的关键技术进行了展望。关键词：安全稳定控制系统;试验验证;建模;数字孪生3|0|0更新时间：2025-06-16
观点
- 摘要：为考虑上级电网电价、光伏出力等多重多层级不确定性对车-站-网互动博弈模型的影响，且充分体现配电网主动管理技术支撑效果，文中提出了一种基于分布鲁棒优化的车-站-网能量管理与交易方法。首先，针对主动配电网内多元主体能量管理与交易问题，建立了配电网运营商、充电站和电动汽车的日前市场互动框架。其次，融合主动网络管理技术和网络约束，在配电网运营商与聚合了电动汽车的多个充电站之间构建了以多主体各自利益最大为目标的双层Wasserstein分布鲁棒互动博弈模型。然后，提出了结合Karush-Kuhn-Tucker条件、对偶原理和大M法的化简方法以解决多层级不确定性造成的求解难题，将双层Wasserstein分布鲁棒模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型，并利用商业求解器YALMIP/GUROBI进行了求解。最后，通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。关键词：分布鲁棒优化;能量管理与交易;主动配电网;互动博弈;多层级不确定性3|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：园区综合能源系统拥有高效的能源利用率，然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此，提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先，介绍了园区综合能源系统的运行框架，分别建立了用户及含有碳排放权交易机制的微网运营商模型。其次，充分挖掘多类型电动汽车的集群可调度潜力，制定了利用电动汽车作为储能单元的运行策略。然后，为使园区中各主体利益最大化，构建了含多用户与微网运营商的主从博弈模型。最后，以某市园区综合能源系统为研究对象进行分析。结果表明，所建立的模型不仅能降低园区中用于储能设备的成本，而且可以有效减少碳排放，实现微网运营商与用户聚合商之间的双赢。关键词：电动汽车;可调度潜力;综合能源系统;碳排放权交易;主从博弈;需求响应3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：推进用户侧分布式光储一体化发展是提高新型电力系统新能源消纳能力的重要举措。然而，储能高昂的投资成本阻碍了用户侧光储系统的推广进程，亟需合理的储能容量优化配置方案为用户提供更加理性的决策依据，以提升系统经济性和环境友好性。现有容量规划方法往往基于典型场景进行储能运行模拟，未考虑全年每个典型场景之间的功率波动特征以及某些极端场景对于容量配置结果的影响，难以保证规划结果的准确性。为此，文中提出了一种基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法。首先，以聚类结果中的典型场景为基，通过最小二乘法近似地线性表示全年中的极端场景；其次，将场景线性化结果嵌入储能全年运行约束中，并通过重新构造决策变量来减小优化问题的规模；最后，通过实际算例分析了用户侧配置储能的经济效益，并将所提出的规划方法与已有方法进行仿真结果对比。结果表明，所提出的规划方法能够减小精确模型运行所需的决策变量规模，在提升计算效率的同时取得比已有近似方法更准确的规划结果。关键词：新型电力系统;用户侧;储能;容量规划;典型场景;场景线性化重塑;聚类算法3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来，随着分布式光伏补贴的逐渐下降和储能技术的日益成熟，分布式光伏储能系统已逐渐成为能源结构转型的关键性环节之一。然而，不同于传统集中式优化规划框架，大规模分布式光伏储能用户分散决策模式下其自利性行为对整体系统运行效率的影响及其外部性价值评估方法仍有待进一步研究。为此，构建了计及分布式光伏储能投资决策的双层模型来模拟需求侧市场成员分散决策行为与系统整体运行的交互关系，以量化分析分布式光伏储能系统的外部性价值。进而，从个体层和系统层两维度设计了市场运营评估指标体系。最后，基于实际系统数据验证了所提模型的有效性。关键词：分布式光伏;分布式储能;外部性价值;分散决策;双层模型;净负荷曲线4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：在新型电力系统建设背景下，高比例新能源出力间歇性和波动性给电网稳定和安全运行带来新的挑战，而提高电力系统灵活爬坡能力是应对新能源挑战的重要手段。为此，基于不同弹性的爬坡需求曲线，构建爬坡辅助服务市场出清模型，通过爬坡辅助服务市场激励灵活性爬坡资源建设，提升电力系统灵活爬坡能力。考虑不同区间的爬坡容量对电力系统的价值有所不同，建立不同需求弹性的爬坡需求曲线计算模型。在此基础上，设计了3种考虑不同爬坡需求弹性的爬坡与电能量市场联合出清模型，分析了这3种模型的爬坡影子价格定价方式及出清结果。构建算例展示弹性需求曲线计算方法及流程，基于IEEE 39节点系统对3种爬坡市场出清模型进行仿真分析。结果表明，增加爬坡需求弹性可提高系统整体运行的经济性。关键词：高比例新能源;爬坡辅助服务;需求弹性;出清模型;定价方法3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：可再生能源发电系统的快速增长使得电力系统的频率安全面临着挑战。针对分布式储能集群二次调频过程中所面临的问题，提出一种计及调频能力和经济效益的储能集群多状态区间优化策略。该策略依据荷电状态将所有储能单元划分为多个状态区间，再结合自动发电控制指令及各区间的极限功率确定优化区间。针对非优化区间内的单元，输出功率直接由出力优先级确定；针对优化区间内的单元，利用反映调频成本和整体荷电状态的目标函数及约束条件完成最优求解，从而确定输出功率。仿真结果表明，所提策略能大大减小控制中心的运算量，功率分配结果能有效提升储能集群的二次调频能力，同时提升储能集群的经济效益。关键词：分布式储能集群;自动发电控制;调频;经济效益;多状态区间;功率分配5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着风电渗透率的不断提高，对风电功率进行精准、可靠的预测是提升风电消纳水平的有效措施。针对功率预测时风电数据种类不足和特征数量稀缺的问题，提出基于混合特征双重衍生和误差修正的风电功率超短期预测模型。首先，在原始功率特征中施加混沌噪声，构造出多条混沌扰动特征，改善原始功率特征分布过于单一的状况。其次，提出基于免疫算法的特征衍生算法，挖掘风电功率数据的潜在信息，增加优质特征数量，进而构建误差预测模型，通过预测风电功率预测误差修正风电功率预测结果，进一步提升预测准确率。最后，基于比利时风电场实际运行数据进行算例分析。所提模型预测效果较好，且相较其他传统预测模型精确度更高，验证了所提模型的有效性。关键词：风电功率预测;风电场;特征稀缺回归预测;特征衍生;误差修正;超短期预测5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：大停电事故后，合理的负荷恢复策略对加快电力系统恢复、减少停电损失具有重要意义。针对标准交流潮流方程的非凸性导致负荷恢复模型求解效率低的问题，提出了基于凸包理论的含风电电力系统负荷恢复方案优化方法。首先，简要介绍了凸包理论以及非线性函数的凸包构建方法。其次，针对风电出力的不确定性，采用条件风险价值理论处理风电波动带来的风险，进而建立了直角坐标系下基于凸包理论的电力系统负荷恢复二阶锥优化模型，其中，交流潮流方程中的非线性项采用凸包表达。针对无法精确确定凸包参数的问题，提出了基于迭代更新的参数优化方法，减少因凸包引入的松弛误差。所提出的模型为混合整数二阶锥规划模型，可采用商业求解器高效求解。最后，采用IEEE 39节点系统和改进的广东电力系统验证了所提出模型的有效性。关键词：电力系统;风电;潮流;负荷恢复;凸包理论;直角坐标;混合整数二阶锥规划3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：由于配电网与交通网间的耦合交互作用，高渗透率电动汽车接入下的配电网故障可能对两网的运行产生扩大影响，厘清故障下电动汽车充电负荷对电网和交通网运行状态的影响以及充电站充电负荷分布是及时阻断故障影响的基础。针对此，提出了考虑电力-交通交互的配电网故障下充电特征演化分析方法。首先，考虑配电网故障下充电负荷变化对配电网的影响，提出了计及充电负荷变化灵敏度的变步长重复潮流模型以计算配电网最大供电能力。其次，结合用户有限理性决策和动态交通均衡，构建了配电网故障影响下的交通运行状态演化模型。进一步，以电动汽车出行和充电为耦合单元，基于改进的Davidson函数描述供电能力对充电行为的影响，建立了两网交互的作用关系。最后，仿真分析了考虑网络耦合的配电网故障下充电负荷演化规律及其影响。关键词：高渗透率;电动汽车;配电网;交通网;故障;充电;最大供电能力3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：文中研究新能源基地经直流外送系统中变压器磁饱和特性对过电压的影响，揭示变压器磁饱和特性影响新能源场站过电压的机理。首先，介绍了有无变压器磁饱和特性建模时新能源场站并网点过电压仿真结果的差异。其次，介绍了变压器的电磁暂态仿真模型及其磁饱和特性的建模方法。然后，论证了过电压发生时变压器的磁饱和特性将使其吸收无功功率，并推导了无功吸收量与电压之间的关系。接着，针对未考虑变压器饱和特性的算例提出了过电压仿真结果修正方法。最后，通过小型测试案例及西北全网测试案例，验证了所提出的理论及修正方法的正确性与可行性。关键词：新能源;变压器;磁饱和;过电压;电磁暂态仿真3|2|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：在风电场运营中，准确及时的故障检测是降低风电机组运行维护成本的关键。然而，现有检测方法未充分挖掘功能单元间的潜在时空关联，限制了检测准确性的提升。文中提出了一种基于多层级时空图神经网络的风电机组在线异常检测方法，以提高故障检测的准确性。该方法依据风电机组物理结构，将其功能单元划分为多个子图，从而构筑了一个多层级的时空图神经网络，通过图注意力机制和多头注意力机制全方位地分析风电机组各传感器节点与功能单元之间的关联强度。同时，针对数据采集与监控（SCADA）系统数据的时间关联，设计了动态图神经网络和时间注意力机制，使正常行为预测模型捕捉了SCADA系统数据的时间关联特性，实现了空间和时间特性的有效融合。最后，基于中国上海某风电场的实际数据验证了所提方法的显著有效性。关键词：风电机组;在线故障检测;数据采集与监控（SCADA）系统;图神经网络5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：大功率感应电能传输系统通常采用多并联拾取模块结构。然而，多并联拾取模块参数不一致，会导致各个拾取模块的电流和输出功率不均衡，从而降低系统效率，严重时会因模块过流而造成系统故障。为解决该问题，文中提出一种基于并联拾取模块补偿电容器的多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法。首先，介绍了传统感应电能传输系统与所提出的感应电能传输系统拓扑的特性。然后，分别分析了互感、拾取线圈自感及内阻对电流分布和系统效率的影响。最后，通过4个并联拾取模块的感应电能传输系统实验平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明，采用所提方法时多并联拾取模块的电流和输出功率基本一致，并且相比传统感应电能传输系统，系统效率最高提升了2.21%。关键词：感应电能传输系统;多并联拾取模块;补偿电容器;电流均衡;输出功率均衡;系统效率4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：首先，为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗，提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块，每相交流侧串联一个直流侧电压为半桥子模块一半的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)全桥子模块，整体经济性较好。其次，提出一种面向输出电平数倍增的HMMC高、低频混合调制策略，并充分发挥SiC MOSFET开关损耗低的优势，在减小HMMC输出谐波的同时降低整体运行损耗。此外，分析混合调制策略下HMMC异质子模块直流侧能量的波动规律，提出一种高、低频模块直流侧电压稳定控制策略。最后，仿真和实验验证了所提HMMC拓扑结构和调制策略的可行性，并将所提HMMC、基于单一器件MMC和现有HMMC在损耗和成本方面进行综合对比，证明了该方案在降低损耗和减小成本方面优势显著。关键词：模块化多电平换流器;Si绝缘栅双极晶体管;SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管;混合调制;电压平衡控制;效率优化4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：断线故障的故障特性分析是制定断线保护方案的基础。首先，文中以金属回线双极直流系统为对象，根据直流系统中模块化多电平换流器(MMC)在故障前后的状态变化，基于叠加定理得出MMC在直流系统发生故障时的等效电路模型，构建直流系统断线故障下的等效电路。然后，通过改进极模变换矩阵推导其在不同故障类型下的复合模量等值网络，分析不同断线故障的模量特征；在此基础上，利用2模和0模电流的变化量构建断线故障类型识别的相平面，实现断线故障的分类；同时，提出基于1模电流变化量的区内外断线故障辨识流程。最后，在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型，验证了所提保护方法的快速性和可靠性。关键词：柔性直流;断线故障;极模变换;模块化多电平换流器4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对现有单端行波故障测距对近端故障存在测距盲区、双端行波故障测距对近端故障测距误差较大，无法满足工程需要的不足，提出基于波形特征认知的近端故障辨识与定位方法。首先，分析了线路故障行波传播规律，以固定分辨率显示波形。发现线路近端故障时，初始行波及其后续波形在长时窗整体宏观观测下呈堆叠缓变特征，而在短时窗局部放大观测下呈周期性变化特征，且周期与故障距离相关。不同线路的近端故障历史样本能统一作为参照基准为测距提供提示。进而提出基于波形密度和突变分布的近端故障辨识方法。最后，对辨识出的近端故障进行周期估计，利用近端故障与线长的无关性以及历史样本突变周期和故障位置已知性，搜索周期最近邻历史样本，并由已知故障距离插值实现故障位置确定。基于大量实测数据进行仿真测试，结果表明所提方法能够显著提升单端行波测距可靠性和成功率。关键词：故障测距;近端故障;行波;突变周期;近邻搜索;像素密度分布4|1|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：随着新型电力系统建设加快推进，能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力，具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此，在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上，阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先，介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源，并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次，围绕新型电力系统四大关键特征，讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时，从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素，并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后，提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望，包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法4个方向。关键词：新型电力系统;居民分布式资源;需求响应;虚拟电厂;安全运行;低碳转型;灵活性资源;耦合系统4|1|0更新时间：2025-06-16
综述
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