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2025年第49卷第1期
- 摘要：为支撑新能源高效利用和电力保供，构网型技术在电力系统不同应用场景中已获得初步探索实践。为促进构网型技术的规模化应用，文中探讨了构网型技术在新型电力系统中的功能定位和应用发展方向。通过梳理构网型技术的演进历程，以及国内外现有的标准和规范，分析了构网型技术发展的内在驱动需求，明晰了不同形态电网场景下构网型技术的功能定位；最后，从静、动、暂态的稳定性分析等维度，剖析了构网型技术当前面临的挑战，并对其大规模应用所需解决的问题进行了展望。关键词：构网型控制;构网型装备;新型电力系统;新能源;功能定位6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：电网短路故障下，并联运行的新能源构网型变换器暂态交互作用显著增强，增加了系统暂态同步失稳风险。文中首先建立了构网型变换器并联系统暂态交互模型。其次，借助传统同步发电机稳定理论，分析了暂态交互能量影响变换器稳定性的作用机理，进一步揭示了交互能量作用下的功角牵引机制将促使多变换器稳定性趋近一致或致使稳定性较差的变换器加速失稳。由此，提出了计及限流切换的构网型变换器并联系统稳定域构建方法，并通过稳定域分析了变换器运行状态及控制参数对系统暂态稳定性的影响规律。最后，仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。关键词：构网型变换器;暂态稳定;并联运行;暂态交互能量;稳定域;限流4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：在含跟网型光伏及构网型储能的异构系统中，利用阻抗分析法可以研究构网型变流器对异构系统稳定性的影响。然而，现有研究未充分考虑变流器间、变流器与电网阻抗间的频率耦合效应，难以准确评估弱电网下异构系统的稳定性。因此，以两机异构并网系统为例，文中深入分析了系统内部耦合对跟/构网型变流器输出阻抗的影响。分析表明，电网阻抗以及构网型/跟网型变流器输出阻抗对跟网型/构网型变流器输出阻抗有附加影响；相较于变流器独立并网运行，异构系统中跟网型变流器中低频段输出阻抗易受到影响，而构网型变流器输出阻抗基本不受影响。在此基础上，将构网型变流器与电网合并视为等效电网而建立了异构并网系统阻抗模型，讨论了小干扰稳定性。硬件在环实验结果表明，相较于传统阻抗模型，基于所提阻抗模型的稳定性分析实现了弱电网下系统小干扰稳定性的准确判断。关键词：光伏并网系统;异构系统;跟网型光伏;构网型储能;跟网型变流器;构网型变流器;弱电网;频率耦合;阻抗模型;小干扰稳定性4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：目前，新能源场站的短路比未考虑构网型电源的电压支撑作用，临界短路比也忽略了功角稳定约束，这导致无法应用它们准确评估弱电网下新能源场站的稳定运行能力。面对上述问题，首先，在电压稳定和功角稳定约束下计算跟网型场站的短路比和临界短路比指标，通过比较两个指标的大小关系评估跟网型场站的稳定运行能力。在此基础上，通过临界短路比的变化来量化构网型电源接入后跟网型场站的稳定运行能力变化，从而验证构网型电源提升稳定运行能力的作用。最后，通过单跟网型、跟网型和构网型电源接入并网系统的仿真算例，验证所提稳定运行能力评估方法的有效性。关键词：跟网型场站;构网型电源;临界短路比;电压稳定;功角稳定;运行能力评估6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：跟网型变流器在弱电网下存在次同步振荡失稳风险，构网型变流器可以改善混联系统在弱电网下次同步频段的稳定性。在新能源场站中可以适当配置构网型单元提高系统稳定性，故构网型/跟网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。文中针对构网型与跟网型变流器混联并网系统小干扰稳定性问题，研究了变流器控制系统特性对构网型变流器配比边界条件的影响。首先，建立了构网型与跟网型变流器混联并网系统的状态空间模型，在此基础上分析了构网型/跟网型变流器控制系统各关键参数以及构网型变流器中电压环控制结构对系统稳定性的影响。从保证系统次同步频段小干扰稳定的角度出发，分析了混联系统中构网型变流器配比下限的关键影响因素，得到了各影响因素约束下配比的稳定边界，并利用频域阻抗法对各影响因素的影响机理进行了解释。最后，基于RT-LAB半实物平台验证了理论分析的准确性。关键词：构网型变流器;跟网型变流器;混联系统;次同步振荡;配比;小信号稳定性;稳定边界6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：与传统火电主导的系统相比，缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性，采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析，确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围，并建立了GFMS运行模型。然后，提出了考虑GFMS辅助治理的无功协调优化控制策略，以适应无功协调优化及实时电压支撑需求。在无功协调优化阶段，以经济性最优和动态无功预留容量最大为目标，对无功源进行日前-日内集中优化；在实时电压支撑阶段，提出了一种基于并网点电压支撑需求的GFMS电压控制策略。选取中国西北地区某缺乏同步电源支撑的新能源基地为算例进行仿真，验证所提策略的有效性。结果表明，所提无功协调优化控制策略有效提高了新能源基地安全稳定水平，充分发挥了GFMS的作用。关键词：构网型储能电站;新能源基地;电压稳定;无功优化;电压支撑4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：故障等值建模是系统级响应特性计算的基础。然而，现有研究较少涉及构网型换流器的故障等值建模。传统针对跟网型电力电子设备接入交流电网的短路电流计算方法，在柔直构网系统中容易出现结果失稳发散的问题。因此，文中考虑构网型柔直换流器的电压-频率构网控制策略、主动降压策略以及跟网型新能源的低压穿越控制策略，建立了不同类型电力电子设备的故障等值模型。基于此，考虑不同电力电子设备电压源、电流源等值模型的频繁切换，提出了一种适用于柔直构网新能源送端系统的全网链式迭代故障响应特性计算方法，实现了短路电流计算的快速可靠收敛。基于PSCAD/EMTDC仿真平台，搭建了柔直构网新能源送端系统仿真模型，以进行多种故障类型和影响因素的大量仿真测试，充分验证了所提计算方法的可行性、精确性和优越性。关键词：柔直换流器;构网控制;故障等值模型;故障响应特性;链式迭代4|0|0更新时间：2025-06-16
构网型技术
- 摘要：针对能源转型背景下优化电力市场总体设计的紧迫需求，文中立足于电能价值这一根本点，提出了适应新型电力系统的电力互替品市场体系设计。首先，分析指出电力互替品市场体系的建设目标，正是为了适应低发电边际成本、高系统消纳成本的新能源，其短期目标是提升系统的调节能力，长期愿景是促使系统具有低调节边际成本。其次，基于对电能价值内涵的再思考，提出了电能双重价值理论，揭示了电能作为商品所具有的生产使用价值和电力电量平衡价值，强调不应基于资源类型而应基于所发挥价值来划分市场主体类型。最后，从商品属性、时间尺度和空间范围等多个维度，对电力互替品市场体系进行了系统设计。该体系由电能量市场、辅助服务市场两大部分构成，其中，前者又可分为互替电量市场与调节电量市场两部分，分别用于反映电能的生产使用价值和平衡价值。在此基础上,对电力互替品市场体系下多区域电力互替品市场形态以及零售商参与电力互替品批发市场的方式进行了探讨。所提出的电力互替品市场体系围绕系统连续平衡而设计，有利于建立公平交易、充分竞争、简单透明的交易机制。关键词：电力市场;电力互替品;新型电力系统;电能双重价值;互替电量;调节电量;新能源消纳4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着中国各省电力现货市场改革不断深入，大型梯级水电如何在现货市场中发挥自身调蓄能力，响应新能源大规模并网和负荷不确定性带来的电力供需波动，成为各大水电发电集团亟须解决的重要课题。复杂的市场结构、突出的市场地位、多重供需不确定性及非凸的运行特性使得水电现货市场竞价问题极为复杂，解决关键在于对市场环境和发电过程的精细化建模。为此，文中提出了响应市场供需波动的梯级水电现货市场竞价模型。该模型为“一主多从”结构的双层优化模型，其中，主模型（上层模型）用于梯级水电竞价决策，多个从模型（下层模型）模拟日前和多场景下的实时市场出清。在考虑了新能源出力、负荷波动和其他电站报价不确定性的同时，提出了3项建模措施以实现对梯级水电精细化建模和水位波动可控。通过Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件、强对偶定理和多种线性化技术，将原始模型转化为可在有限时间内求解的混合整数二次规划（MIQP）问题。以中国澜沧江为背景的算例表明了所提模型的有效性和高性能。关键词：梯级水电;电力市场;现货市场;市场竞价;水位控制4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：共享储能作为一种新兴储能运营模式，在降低产消者投资成本、提高储能利用效率等方面发挥了重要作用。但是，当前产消者彼此间以及其与共享储能运营商之间的复杂交互和利益竞争加剧了主动配电网优化调控的难度。因此，提出一种含产消者租赁共享储能的主动配电网协同优化决策方法。首先，构建了一种考虑配电系统运营商、产消者和共享储能运营商间交互影响的多主体协同交易框架。其次，建立了计及共享储能参与的点对点电力共享交易机制，并据此提出了产消者租赁共享储能的两阶段定价策略，采用议价因子指标量化价格制定过程中各主体的议价能力。然后，建立了基于改进纳什议价的主动配电网博弈优化模型，在指数项中引入议价因子用以设定其在目标中的权重，实现收益的合理分配。最后，采用改进的IEEE 33节点配电系统进行算例仿真,验证了所提方法的有效性。关键词：主动配电网;共享储能;产消者;多主体协同交易;点对点共享交易机制;改进纳什议价;优化4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：可再生能源与快速变负荷改造的火电机组在同一并网点对外形成耦合系统，是提升沙漠、戈壁、荒漠等灵活性发电资源缺乏而可再生能源比例较高地区灵活性的有效手段。为了挖掘火电机组改造后的耦合系统经济性与灵活性，文中提出一种风光火耦合系统多目标优化调度方法。首先，根据实际测算的火电机组灵活性改造后的运行煤耗数据，拟合了机组爬坡过程的煤耗计算公式，并分析了火电快速变负荷能力提高对耦合系统经济性和灵活性的影响。在此基础上，将日综合运行收益与灵活性供需匹配度作为目标函数，考虑包括阶梯式爬坡率在内的系统运行约束，构建多目标优化调度模型。通过在优化算法中使用分组关联多项式变异算子，提高了算法对维度较高、约束较复杂的电力系统多目标优化调度问题的求解能力。最后，以某地区耦合系统为例进行了优化调度仿真。结果表明，文中所述方法能够获得综合经济性与灵活性相对更优的耦合系统优化调度方案。关键词：耦合系统;调峰;快速变负荷;阶梯式爬坡率;灵活性供需匹配;多目标优化调度5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：由于光伏出力具有较大的不确定性，高比例分布式光伏的接入将给新型电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战，准确且可靠的分布式光伏出力预测对提升新型电力系统运行安全性具有重要意义。在此背景下，考虑分布式光伏出力的时空耦合特性和不确定性，提出一种基于改进分位数回归与动态图注意力-长短期记忆网络（iDGA-LSTM）的分布式光伏出力时空协同概率预测方法。首先，考虑广域范围内分布式光伏出力的空间相关性，构建了基于图注意力网络的分布式光伏空间相关特征提取与聚合模型；接着，针对提取得到的分布式光伏空间相关性特征，构建了基于动态图注意力-长短期记忆网络的分布式光伏时空耦合特征提取模型；然后，综合考虑分布式光伏出力的时空耦合特性，结合数值气象预报特征，构建了基于改进分位数回归的分布式光伏出力概率预测模型。最后，以某实际分布式光伏数据为例对所提预测方法进行验证，算例分析结果表明，所提方法有效提高了分布式光伏出力预测的可靠性与精准性，能够为不同风险水平下的电力系统运行提供参考。关键词：图注意力网络;长短期记忆网络;分布式光伏;分位数回归;概率预测;时空协同5|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：线路停运概率对连锁故障的触发和演化具有重要影响。然而，现有关于电网线路停运概率分布均衡性的研究存在考虑不足的问题。文中结合复杂网络理论分析方法与熵理论，提出综合考虑停运概率熵和网架结构熵的电网关键线路辨识方法，旨在量化线路在电网运行状态和网络状态层面的综合影响力。首先，基于线路停运概率模型，提出了停运概率分布熵与停运概率变化熵指标，区分了线路潮流在正常值范围内、正常值与极限值之间和大于极限值3个状态对辨识结果的影响，克服了现有指标中对直接影响线路故障因素考虑欠缺的不足。其次，结合改进网架结构熵，提出了反映电网网架结构和运行状态的关键线路综合指标。然后，结合功率平衡策略，提出电网关键线路辨识方法。最后，基于改进网络效能指标对IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统进行仿真，验证了所提方法的可行性和正确性。关键词：线路辨识;复杂网络;连锁故障;熵;停运概率;网络效能4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：文中提出了一种风电场动态等值建模方法。核心思路是将风电场对象的物理特征分析与数据分析进行有效融合，构建出反映风电场暂态特性的数据特征，并针对风电暂态波动多变特征提出基于形状的距离的分群聚类算法，从而实现场站内具有相似动态风电机组的分群等值。首先，围绕风电场多时空尺度特征展开物理特性分析，提出反映风电场站动态特性的核心因素集合；其次，针对核心因素多且存在相关性这一问题，采用降噪自编码器算法来对核心因素集合进行降维，去除冗余信息后构建数据特征；然后，引入基于形状的距离度量的聚类算法，实现风电场发电单元分群；最后，以某风电场为例，在PSCAD/EMTDC平台仿真验证了所提方法的有效性。关键词：等值建模;风电场;多时空尺度;降噪自编码器;分群聚类;物理-数据融合模型4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：电磁暂态仿真对于掌握直流变压器的运行特性具有重要意义，但目前的模块化变流器高速等效建模方法对非隔离型变压器较少提及。同时，现有非隔离型直流变压器电磁暂态仿真模型存在开关状态计算复杂、内部节点数多的问题，导致系统仿真效率低下。为此，提出一种基于开关状态预测和戴维南等效的非隔离型直流变压器快速电磁暂态等效建模方法。首先，提出一种非隔离型直流变压器中子模块的开关状态预测方法。其次，基于开关状态得到直流变压器桥臂的等效电路，并对其进行戴维南等效，得到桥臂的两节点等效电路模型。然后，建立自耦变压器的等效电路模型，综合桥臂和自耦变压器等效电路，获得直流变压器的等效电路，并据此建立直流变压器的节点电压方程。最后，基于高斯消元对方程进行降阶，实现非隔离型直流变压器仿真模型的内节点收缩。算例分析表明，所提非隔离型直流变压器的快速电磁暂态等效建模方法与传统详细建模方法精度接近，仿真效率显著提升。关键词：直流变压器;戴维南等效;电磁暂态仿真;等效建模;开关状态预测;内节点收缩4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：灵活接地系统发生永久性单相接地故障后，通过延时闭合中性点接地电阻（并联小电阻）投切开关以期可靠切除故障。目前,基于稳态信息的灵活接地系统保护方法应用效果难以达到要求，而关于小电阻投入时的暂态特征分析尚未有完整结论，制约了灵活接地系统接地故障暂态保护理论的发展。文中建立基于线路分布参数的灵活接地系统并联小电阻投入暂态分析模型，研究系统内各元件间的谐振特性，并据此提出一种简化模型。针对低阻、高阻接地故障，分别给出暂态电流、电压的解析表达式，分析其谐振频率、衰减时间常数及最大幅值等主要特征值随系统参数及故障条件的变化规律，以及各线路暂态零序电流的分布特征，并与谐振接地阶段故障时刻的暂态特征作对比。最后,利用数字仿真及现场试验数据验证了所提暂态特征分析简化模型的正确性。关键词：灵活接地系统;永久性接地故障;中性点接地电阻;并联小电阻;暂态特征;保护4|2|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：高压直流输电系统是中国大范围能源资源优化配置的主体。现有常规直流潮流反转以直流闭锁方式下电压极性反转为核心，难以满足含高比例新能源的新型电力系统跨分区的灵活调节互济和暂态稳定支撑需求。文中面向国内跨异步分区互济需求，结合国外常规直流柔性调节应用经验，提出面向常规直流的新型在线潮流反转技术，可以显著提升常规直流的柔性调节能力。基于标准两区域异步互联系统和南方区域极端场景，验证了所提在线潮流反转控制的有效性。所提方法对于构建直流异步互联跨区域互济体系具有重大意义。关键词：高压直流（HVDC）;跨区域互济;高比例新能源;潮流反转;柔性互联4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：科学准确地计算输电可变成本对于电力市场公平竞争具有重要意义。通过潮流追踪发现电源向电纳元件传输功率的过程也会产生有功损耗，进而影响最终的输电可变成本。因此，计算输电可变成本时需要考虑电纳元件的物理、经济特性。文中首先对有功负荷及电纳等无功负荷建立满足自身功率平衡的模型；然后，借助费用守恒原则得到符合经济特性的费用计算模型。采用所提出的模型计算得到的输电可变成本能够提供丰富和准确的经济信息。最后，通过算例分析验证了所提计算模型与计算结果的合理性与准确性。关键词：输电可变成本;电纳;潮流;费用守恒;无功输电费用;电力市场4|0|0更新时间：2025-06-16
工程应用
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