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2025年第49卷第10期
- 摘要：高比例可再生能源电力系统是实现“双碳”目标的必然选择。由于风力、光伏发电功率波动幅度大且难以调节，在风电、光伏高占比的未来电力系统中“源随荷动”的功率平衡机制将难以为继，必将转向“主动功率追踪被动功率”的功率平衡机制。作为被动功率的主体，风电、光伏和负荷的功率波形特质各异，时空分布差异明显，分析总被动功率波形的波动特性是实现精准调节能力评估的关键。传统的波形分析方法聚焦于波形中功率值分布特性的研究，难以直接研究波形的时序特征。文中创建了一种新的幅-序解耦波形分析方法，分别用“幅”和“序”两个属性来刻画波形的特性。在此基础上，提出了多元功率波形集成的概念，建立了多元集成功率波形幅-序特性与各元波形幅-序特性间关系的幅-序解耦模型，揭示了元功率波形的幅-序特性对集成功率波形波动特性演变的影响。以多组实际数据为例，验证了所提分析方法的有效性。关键词：新型电力系统;高比例可再生能源;功率平衡;功率波形;幅-序解耦分析4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：系统运行影响因素不确定性的不断增强，导致现有的电力系统频率安全确定性指标已不能全面而准确地表征频率安全程度。为此，以频率最低点为研究对象提出了新的概率指标。通过对系统受扰后频率动态变化的初始条件，包括扰动所引起的有功功率缺额、扰动初始频差与系统频率响应能力等的概率分布特性及其对频率动态特性影响的分析，揭示了频率动态过程的概率分布形态。基于分析结果，遵循频率安全指标设计原则，依据低频减载损失和受扰后频率与低频减载阈值的距离，设计了两种频率安全概率指标，并给出了其计算方法及流程。仿真结果验证了所做的频率动态过程概率特性剖析的正确性，所设计的指标可以较为全面而准确地表征系统频率安全水平。关键词：电力系统;频率安全;频率动态过程;概率分布;概率指标;低频减载4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：快速准确的暂态稳定评估是保障电力系统安全稳定运行的关键。高比例电力电子设备并网导致电力系统受扰后呈现多控制切换的非光滑系统特征，给现有暂态稳定判别方法的准确性和泛化性带来了挑战。围绕新能源和直流输电并网电力系统，提出了一种基于网络能量轨迹特征学习的暂态稳定评估方法。首先，构建基于增广网络数据的新能源电力系统暂态能量函数，研究网络能量的时空分布特征与暂态稳定的映射关系，提出支路脆弱度指标及稳定判别指标。然后，根据支路脆弱度指标引导注意力权重实现关键支路特征增强，以稳定评估函数及支路相角差为输入特征，提出新能源电力系统暂态稳定评估模型。最后，通过新英格兰10机39节点系统及包含197节点的CEPRI-TAS实际系统仿真分析了电力电子设备切换控制对稳定判别方法的影响，验证了所提模型的准确性和有效性。关键词：网络能量;特征学习;暂态稳定;新能源电力系统4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对自然聚合方式下集群电采暖负荷基线功率强随机波动性导致其调节能力难以准确可靠挖掘的问题，提出一种考虑平均制热需求的集群电采暖负荷调节能力挖掘策略。调峰前，基于电采暖房间平均制热需求与室内外温差的关联规律平滑整定负荷基线，削弱工况扰动对调节能力可靠性的影响；调峰能力上报时，基于探索的电采暖负荷的可调节功率与可持续时长的关联关系，根据电网需求时长灵活设定集群电采暖负荷可持续提供的调节功率幅值；调峰指令执行时，将室温在人体舒适区间内的柔性转化为集群电采暖实时运行数量的柔性，以纠正实时工况与预设工况间的偏差对调峰响应的影响。此外，通过设计算例验证所提策略的有效性。关键词：集群电采暖;平均制热需求;调峰;自然聚合;智慧聚合;常态运行;负荷基线5|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：跟网型直驱风机惯量控制深刻影响系统受扰后频率响应形态。然而，目前研究并未清晰刻画出直驱风机参与频率调节主导响应环节，同时存在建模过于复杂而难以适用于频率特性分析的问题。因此，根据空气动力学方程、发电机模型、功率控制环节及其控制电路结构，文中针对两种典型直驱风机，分别推导其惯量控制的线性化模型，认识了电流控制-升压电路/定子电压动态回路的快速物理过程并对其进行合理忽略，发现两种类型直驱风机存在通用的频率响应机制，均可被描述为转速外环-风机转子运动方程的级联作用。进一步地，结合同步机组的频率响应模型，构建了含跟网型直驱风机惯量控制的系统频率分析聚合模型。同时，为适用于频率极值的解析计算，采用平衡截断法将聚合模型降阶为二阶模型。通过MATLAB/Simulink仿真验证了聚合模型及其降阶模型的准确性和适用性，并分析了控制参数和系统状态对频率动态特性和稳定裕度的影响。关键词：跟网型;直驱风机;惯量控制;频率响应;聚合模型;稳定裕度4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：以风电为代表的新能源发电接入电力系统对频率安全产生重要影响，频率分布特性逐渐成为关注重点。为研究风电接入多机电力系统对频率分布特性的影响，首先，基于网、源、荷侧的频率响应特性进行建模，构建了含风电多机电力系统的频率响应分布特性机理解析模型，并分析了风电接入对频率分布特性的影响机理；其次，构建了描述频率响应相对分散性和绝对差异性的多维量化指标体系；然后，通过含“送-转-受”的简单链状电力系统验证了机理模型的有效性，并分析了电气距离、风电接入位置和扰动位置对频率分布特性指标的影响规律；最后，在实际大规模高比例新能源电力系统中分析并验证了分布特性影响规律。关键词：新型电力系统;新能源发电;频率;分布特性;频率安全;机理模型;量化指标4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：以新能源为主体的新型电力系统源侧调节能力逐渐劣化，挖掘负荷侧调节潜力使其参与需求响应成为提升电网调节能力的重要途径。首先，以居民分散式电采暖群为研究对象，基于建筑热力学理论，构建电采暖房间温变功率动态模型。其次，挖掘用户户型差异以及聚合户型占比对采暖负荷群调节能力的影响，建立考虑异质户型差异与聚合构成的采暖负荷群精细化聚合模型，并以可调控电量为指标量化采暖负荷群调节潜力。然后，构建一种由负荷聚合商(LA)为主导者、集群用户为跟随者的主从博弈模型，将量化的负荷群可调控电量作为柔性资源应用于博弈模型中，从而参与需求响应。博弈模型的上层建立LA定价模型以制定系统内电能调度计划与最优采暖电价；下层建立集群用户支付成本模型，依据采暖电价确定用户自身采暖计划。最后，通过算例验证了所提博弈模型能够充分激发异质户型差异用户的需求响应潜力，实现LA与用户的经济共赢。关键词：新型电力系统;分散式电采暖;热力学理论;负荷聚合商;需求响应;主从博弈;异质户型4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：“碳达峰·碳中和”目标下，虚拟电厂(VPP)在聚合海量、多元的分布式灵活资源方面的功能日渐凸显，厘清VPP的商业模型、关键问题、目标诉求有助于灵活资源和VPP的潜力挖掘和新型电力系统的低碳/零碳构建。与此同时，社会层面对于公平的关切也在加强，能源公平关系到基础生产生活，且由于灵活资源的运营可能涉及不同的参与主体，VPP规划调度中对公平性的诉求相较于传统场景尤甚。因此，文中在VPP规划中引入公平性衡量标准，提出兼顾公平与效率的聚合、调用、利益分配方案。首先，综合考虑VPP市场互动、分布式资源(DER)签约调度，建立DER和VPP的中长期调度收益模型。然后，进行不确定风险下的VPP组合优化和具有公平关切的DER决策的协同优化，并基于先签约后调度的思路借助两阶段优化模型进行求解。接着，探究了DER续约率的优化和区域容量载量限制的影响。最后，从具体的算例和数据结果分析得出，公平关切对VPP的收益空间压缩其实较为有限，但需要确立合理的储能、可中断负荷等灵活性资源的市场化定价，以避免造成恶性竞争和投资浪费。关键词：虚拟电厂;灵活资源;需求侧响应;公平;效率;两阶段优化6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：新型电力系统高比例新能源和高比例电力电子设备的发展趋势下，新能源并网采用构网型控制技术虽改善了系统因惯量和阻尼不足带来的稳定性问题，但同时也降低了系统动态调节性能。文中提出基于缓冲函数和稳态/暂态阻尼切换的构网型储能参数自适应调整方法以改善系统动态调节性能。首先，在惯量调整中使用缓冲函数增加系统的调节平滑度。其次，在阻尼调整中引入稳态/暂态阻尼切换环节，减少频率下降时有功功率输出稳态误差。然后，通过模糊控制为惯量和阻尼引入修正量并对所提方法进行稳定性分析。最后，通过仿真验证了所提方法对提高系统小干扰稳定性和功率响应动态性能的有效性。关键词：新型电力系统;储能;构网型控制;转动惯量;阻尼系数;缓冲函数;自适应调整方法;小干扰稳定;模糊控制;动态性能5|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：新能源发电与电动汽车的广泛应用使电力系统运行更加复杂，输电网面临功率平衡挑战，亟须挖掘各类资源的有功、无功支撑潜力。考虑到主动配电网对电动汽车等分布式资源的聚合作用，提出了一种计及车网互动(V2G)主动支撑的输配协同日前-实时优化调度方法。首先，考虑能量市场、灵活性市场和无功辅助服务市场机制，构建市场环境下电动汽车V2G响应模型，分析电动汽车有功、无功支撑潜力；然后，计及不同利益主体的信息隐私，构建输配协同日前-实时分布式优化调度模型，通过协调各类有功、无功调节资源来满足系统功率供需平衡要求；最后，在测试系统中对所提优化调度方法进行分析验证。结果表明，所提方法可实现分布式可调控资源的优化调度，提高系统运行经济性和灵活性。关键词：车网互动;电动汽车;输配协同;聚合;能量市场;灵活性市场;无功辅助服务;实时优化调度;分布式资源6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对区域内储能资源因调频指令分配不均,部分储能电站提前丧失充/放电能力，导致后续调频需求响应能力不足的问题，提出计及可用容量和调频成本的网侧多储能电站双层优化策略。所提策略包括储能电站调频功率分配层和储能单元调频功率分配层：上层引入可用容量状态系数和关于储能资源调节能力的自适应系数，设计了储能电站调频功率分区优化分配模型，实现调频功率在各储能电站的均衡分配。下层计及健康状态（SOH）和抗拒系数，与储能单元荷电状态（SOC）均衡恢复构成目标函数，实现SOH高的储能单元优先恢复SOC。仿真结果表明，所提策略在保障一定经济性的同时可提高区域内储能资源响应调频指令的能力，实现储能资源的尽限利用。关键词：储能电站;可用容量;均衡分配;健康状态;荷电状态;调频5|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对目前围绕同步波形测量数据展开的配电网故障定位研究较少、传统智能方法对电网物理拓扑结构与波形数据信息利用程度较低、高比例分布式电源接入降低了现有方法精度的问题，提出一种基于改进时空图神经网络的配电网故障区段定位方法。首先，将配电网的同步波形测量数据映射为时空图结构数据，通过结合电网物理结构信息，提高方法的鲁棒性；然后，通过时空融合图卷积最大化利用数据时空信息，提取故障位置特征，实现高比例分布式电源接入下的更精确故障区段定位。最后，引入残差连接与门控激活函数，扩大感受野，降低对量测条件的需求。仿真结果表明，所提方法能够在高比例分布式电源接入以及不同故障条件、噪声干扰环境下以较高的准确率定位故障线路。关键词：配电网;故障定位;分布式电源;波形测量数据;深度学习;图神经网络6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：静态电压稳定域(SVSR)从“域”的角度研究电力系统的电压稳定性，可有效计及新能源出力的强波动性和随机性引发的电压稳定性问题。为准确、快速构建SVSR，提出一种基于全纯嵌入法(HEM)的SVSR边界(SVSRB)搜索方法。首先，根据HEM理论提出一种搜索电压鞍结分岔(SNB)点的电压幅值-有功功率灵敏度全纯嵌入函数判据；其次，将该判据与变步长控制策略相结合，实现单个SNB点的快速、准确搜索；然后，根据SVSRB的拓扑特性，利用已知SNB点信息，借助快速灵活全纯嵌入实现相邻SNB点的高效求解，进而实现多维SVSRB高效搜索；最后，通过WECC 9节点、IEEE 118节点等测试系统算例验证了所提方法可实现SVSRB的快速、精确构建。关键词：电压稳定性;全纯嵌入;连续潮流;鞍结分岔6|4|0更新时间：2025-06-16
特约专稿
- 摘要：IEEE算例已被广泛用于电力系统规划、运行等领域的仿真测试。然而，受限于数据隐私保护，研究人员难以获取实际电力系统发电与网架结构的公开数据集。为此，提出一种基于三代电网演化模型的新型输电网测试系统生成方法，构建反映实际电力系统特征的输电网测试算例。首先，建立基于N-1安全校核的输电网扩展规划模型。然后，针对电网不同发展阶段特征设置相应优化目标与约束条件，以模拟电网的演化历程。为提高模型求解效率，建立输电走廊待建线路的二进制表征方法，以减少模型0-1变量。最后，以某省电网为例，构建开源电力测试系统，并根据复杂网络的统计特性验证所构建算例的有效性。此外，将该算例应用于输电网结构优化中以验证算例的合理性。关键词：输电网;扩展规划模型;测试系统;N-1安全约束;电网演化模型5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为在保证大规模可再生能源接入及混合输电等复杂因素下电力系统暂态稳定性量化分析强壮性的前提下，提高算例筛选算法的加速比，利用人工智能技术将已在简单模型下满足工程应用要求的准定量的分类法与在复杂模型下精确的定量分析法相集成。首先，在多步泰勒展开所得轨迹中提取能表征复杂因素影响敏感性及多摆稳定可信度的机理特征指标，预判复杂模型的影响程度并自适应调整分类阈值。然后，通过在数值积分和多步泰勒展开之间的自适应切换，近似计及复杂模型的影响，并引入自适应的变步长来减少计算量，实现双层的分类筛选。在4个工程系统中的近2万个算例中考核了该算法框架的有效性和强壮性。关键词：复杂模型;暂态稳定性;人工智能;算例筛选;敏感性分析;多步泰勒展开;自适应变步长5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来频发的极端天气加剧了水电富集型虚拟电厂(HEVPP)的水位控制和调度运行的风险。首先，为提升HEVPP多时间尺度的风险应对能力，提出一种考虑水-电风险耦合的HEVPP共享库容优化运行模型。其中，上层模型构建了考虑来水量不确定性的跨月滚动优化模型，将年度运行计划分解得到月末水位指导边界和月度电量计划；下层模型提出了基于备用容量联合机会约束的HEVPP整体风险刻画方法，构建了考虑水-电运行偏差的月内出力和备用模型，形成了考虑共享库容月末水位衔接的HEVPP双层优化模型，以应对滚动周期内潜在的水-电风险。然后，提出了基于风险分摊原则的下层模型月内共享库容备用联合机会约束转化方法，实现了HEVPP水-电运行约束的有效解耦。最后，以中国浙江省丽水市某HEVPP为例进行算例分析。结果表明，通过滚动优化HEVPP运行计划，能够有效应对多时间尺度的水-电耦合风险，所提备用容量分配方式能够提升内部各水电站的水位控制能力和经济效益。关键词：虚拟电厂;共享库容;多时间尺度;滚动优化;联合机会约束;风险耦合;风险分摊7|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：受新能源间歇性短缺、区内负荷高峰的双重影响，清洁能源富集的送端电网将面临保供压力。现有研究鲜有考虑直流回降对送端区域负荷保供的作用。然而，清洁能源发电基地混合外送模式下，交流断面输电能力与直流外送功率存在耦合，须在保供调控中协调直流回降功率与交流断面功率控制、负荷需求缺口三者之间的复杂关系。因此，构建直流联络线的分挡控制模型，考虑直流外送功率与送端交流断面限额的耦合关系构建条件断面约束，以失电惩罚因子量化负荷重要程度，利用极端场景法分析新能源出力不确定性影响，松弛条件断面约束中逻辑判断的非线性因素，以提升模型求解效率。算例分析表明，所提策略可克服新能源容量缺口、断面通道卡口等不利因素，有效保供负荷。关键词：复杂断面约束;交直流混联电网;可再生能源;保供;极端场景;松弛法5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：采用各省备用市场独立出清的方法难以充分发挥互联电网省间备用共享互济的优势。为应对高比例新能源电力系统的强不确定性，文中提出在多省互联电网中进行备用共享，以提高系统的灵活调节能力，降低区域备用市场运行成本。按照“宜区域则区域”的原则,建立了考虑备用共享的区域备用市场统一出清的两层模型。上层模型以运行成本最小为目标，兼顾了区域最小备用容量需求约束、各省备用容量需求和区域电网机组的容量约束；下层模型以保证备用的可交付性为目的，考虑了联络线潮流受各省级电网不确定性功率的影响，以及省级电网安全运行约束等约束条件。上下层模型通过迭代求解获得区域备用出清结果以及典型场景下的合理调度方案；下层模型采用基于交替方向乘子法的分布式迭代优化方法进行交互求解，以适用各省信息不完全互通的情形。通过算例对比验证了所提统一出清方法的有效性和可行性。关键词：区域备用市场;新能源;备用共享;统一出清;安全校核6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：㶲是在一定环境条件下能量中可转化为其他形式能量的部分，能反映能量的品质。为降低综合能源系统故障恢复过程中产生的㶲损及未供应㶲造成的经济损失，文中提出了一种计及最优㶲流的综合能源系统多故障恢复策略。首先，介绍了综合能源系统元件多状态故障恢复模型和负荷供㶲阈值下限计算方法；其次，以最小化系统㶲损及经济损失为目标，基于多智能体深度强化学习，提出了一种计及最优㶲流、热负荷温度变化时延特性和天然气管道时延特性的综合能源系统故障恢复策略；再次，利用用户用能满意程度指标来评估供能恢复策略对综合能源系统供能能力的影响；最后，采用改进的IEEE 33节点配电网、比利时20节点气网和20节点热网系统模型，验证所提故障恢复策略的有效性。关键词：综合能源系统;故障恢复;㶲;智能体;深度强化学习6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为提高电力系统频率安全保障能力，风电需主动向系统提供一定的频率支撑。为此，文中提出一种基于系统频率轨迹最优化的风电辅助调频反馈控制策略。首先，建立了计及风电机组工作点偏移和调频死区的系统频率响应（SFR）模型。其次，基于SFR模型，采用一阶前向欧拉差分法构建差分离散化的最优系统频率轨迹优化模型，求解附加调频功率轨迹。然后，分析风电辅助调频反馈函数曲线规律及最优系统频率轨迹特性，推导反馈控制策略通用表达式，并进一步考虑实际频率控制中死区环节的影响，提出一种针对普通型死区的反馈函数修正方法，可集成到反馈控制策略框架中以准确描述风电机组频率支撑动态特性。最后，采用四机两区域算例进行仿真验证，结果表明所提策略及修正方法能有效改善系统频率响应动态特性，提高系统频率安全稳定性。关键词：系统频率响应模型;风电机组;频率安全;最优频率轨迹;死区;频率响应特性6|1|0更新时间：2025-06-16
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