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最新刊期
2025年第49卷第11期
- 摘要：随着新能源发电及电力电子设备接入电网比例的持续上升，电力系统惯量响应、故障暂态支撑、快速调频调压等构网需求凸显，飞轮储能作为一种短时高功率的物理储能技术，在电力系统快速高频次调节的构网运行中应用前景广阔。文中主要介绍了当前高速飞轮储能技术的发展和应用现状，基于功率、储能量和转速3个核心参量提出了“技术强度”这一飞轮储能的综合性指标，并以此为参考,分析了国内外飞轮储能的技术发展趋势，提出了飞轮储能单机在磁悬浮轴承、高强度转子、真空散热和轴系振动抑制等方面需要重点解决的技术问题，指出飞轮阵列构网运行需要实现集结架构、协同控制与能量管理的优化，并需要提升阵列整体响应能力和暂态特性。关键词：新型电力系统;飞轮储能;飞轮阵列;构网型储能;虚拟惯量18|6|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：构网型储能变流器可以提高新能源消纳水平，是稳定新能源电力系统的重要装置。建立并完善储能变流器构网能力的量化指标和标准化测试方法是实现构网技术大规模工程应用的前提条件，世界多国正在有步骤地开展技术标准制定和项目推广工作。文中围绕构网型储能变流器的功能分类、技术指标和合规性验证等方面，系统梳理了国内外的白皮书、技术标准以及技术报告，阐述了国内外标准中构网型储能变流器的性能量化指标、功能测试内容与技术标准要求，解读了频率变化率主动响应、惯量主动响应、相位跳变主动响应、电压跳变主动响应等指标的技术内涵，分析了为验证构网型储能变流器在具体应用场景下量化性能指标采用的多层级电磁暂态仿真建模步骤和要求，以及构网型储能变流器在项目中的在线监测数据要求。然后，汇总了目前国内相关标准以及地方政策并归纳出12种构网功能及参数要求。最后，对构网型储能变流器技术标准优化与研究方向进行了展望，为构网型储能变流器技术推广以及大规模工程应用提供参考。关键词：构网技术;储能变流器;技术标准;功能定义;技术指标;合规性验证;电磁暂态模型;惯量响应;频率响应17|6|0更新时间：2025-06-16
综述·观点
- 摘要：高比例可再生能源电力系统中注入功率不确定性导致功率平衡难，认识系统注入功率的不确定性是合理配置调节资源、保障系统供需平衡的关键。文中从系统运行角度出发，以日功率波形为研究要素，提出一种基于基准模态的日功率波形不确定性量化评估方法，依据日功率波形与基准模态功率波形之间的偏差来度量日功率波动的不稳定程度，据此分析负荷、风电、光伏等多类型日功率波形的不确定性特征。根据多类型日功率波形汇聚后总被动日功率波形与其基准模态功率波形之间的偏差，定量评估了风电、光伏联网带来的系统调节功率和调节电量的需求，为高比例可再生能源电力系统调节资源需求评估提供了理论指导。关键词：新型电力系统;高比例可再生能源;日功率波形;时序分布;不确定性;基准模态;量化评估6|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：考虑到新型电力系统灵活性需求激增并呈现多时间尺度波动特征，针对调频和爬坡等调节容量单独量化的传统方法易造成预留容量过度冗余的问题，亟须挖掘资源调节能力并量化系统灵活性需求，以提升系统安全运行能力。文中提出一种基于混合数学形态学分解的电力系统灵活性需求分解与多时间尺度调节容量预留方法。首先，通过核密度分布模型生成预测区间内灵活性需求曲线集合；其次，设计考虑调节资源出力特性的混合数学形态学滤波器，将灵活性需求曲线分解为规律分量和随机分量，并根据随机分量集合计算所需调频容量；最后，在灵活性需求分解的规律分量基础上，构建调节资源长/短时爬坡容量预留的随机优化模型。算例结果表明，与传统方法相比，所提模型可实现分解结果与调节资源出力特性相匹配，预留方案能满足电力系统灵活性需求并提升容量调用率。关键词：新型电力系统;灵活性;数学形态学;密度峰值聚类;随机优化8|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着“碳达峰∙碳中和”目标的推进及用户满意度需求不断增加，电源和负荷供需矛盾日益增加，以低碳排放为基础实现电力系统供需互动优化运行至关重要。为实现系统低碳排放及提升用户满意度，提出了电源侧考虑风光储碳协同和负荷侧计及用户满意度的分层优化调度模型。首先，电源侧以经济性最优为目标，采用动态约束碳排放模型对火电机组进行优化约束；其次，负荷侧考虑实时电价，将用户满意度水平最大作为目标函数；然后，采用基于改进樽海鞘群算法和算术优化算法的混合优化运算和粒子群算法对分层模型进行迭代运算，实现调度结果综合水平最优。最后，以改进的IEEE 33节点系统为例对所提模型进行验证。结果表明，所建立的模型不仅可以提高风光新能源利用率、增强储能对新能源消纳能力、限制高碳排放机组发电，还能实现用户满意度水平最大化，为实现低碳目标提供理论支撑。关键词：新能源;风光储碳协同;用户满意度;低碳排放;负荷响应;分层优化调度8|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为实现数据中心的经济灵活运行，提出一种计及建筑热动态特性的数据中心时空协调两阶段鲁棒优化方法。首先，基于数据中心建筑的热动态特性与云用户负载的差异化实时性需求，构建考虑服务器运行环境温度的数据中心云用户负载时空协调数学模型。其次，考虑到常规负载与室外温度的不确定性，提出计及数据中心建筑热动态特性的数据中心两阶段鲁棒优化方法，通过设置不确定性调节参数灵活调整优化保守程度。然后，采用列与约束生成(C&CG)算法迭代求解得到原问题的最优解。最后，通过算例分析对所提方法进行验证。结果表明，所提方法可在保障服务器运行环境温度的前提下，充分挖掘云用户负载时空灵活性和空调制冷灵活性的协同潜力，显著提升了数据中心运行的经济性，有效提高了系统抵御风险的能力。关键词：数据中心;建筑;时空协调;鲁棒优化;热动态特性;不确定性;灵活性;云用户负载9|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：负荷聚合商(LA)可聚合大量居民用户，通过参与需求响应(DR)市场交易来为电网提供DR服务。现有研究往往将LA在市场侧的投标和用户侧的定价作为两个独立问题分开考虑，两者缺乏联动。此外，用户侧通常采用统一激励定价方式，没有考虑个体用户间激励响应行为的差异。上述两个问题给LA带来了巨大的利润损失风险。因此，文中提出了一种考虑用户响应行为差异的两阶段投标定价联合优化方法。在第1阶段，考虑用户响应行为和出清电价的不确定性，采用随机优化方法建立LA投标与定价的联合优化模型；在第2阶段，根据出清结果的实际情况，考虑用户响应行为差异，采用鲁棒优化对预定价方案进行差异化修正。算例分析表明，所提方法能够显著提升LA在DR市场中的期望利润，降低交易风险。关键词：需求响应;负荷聚合商;投标;定价;随机优化;鲁棒优化9|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：电网发生大停电事故后，采用分区并行恢复策略能够保证电网快速恢复正常运行，而精准、高效的分区方法则是恢复策略能够实施的重要前提之一。面对新型电力系统日益严格的时效性需求，现存方法无法直接求解模型且求解结果需要人工选择，并受到经典计算机算力限制。针对上述问题，文中利用近年来新兴的量子计算技术，提出了基于量子计算的电网停电后快速恢复分区方法。首先，以切除线路权重和最小为目标，考虑电网实际运行安全约束，构建了大停电后网络分区模型，并将其转化为光量子计算机能直接求解的二元二次无约束优化模型；然后，考虑实机量子比特数限制，初步探讨了基于子问题抽取的量子比特扩容方法在实际应用中的可能性；最后，依托专用量子计算机，采用两个不同规模的系统分别验证了所提分区模型和量子扩容方法的有效性。关键词：新型电力系统;量子计算;量子比特扩容;停电;二元二次无约束优化;谱聚类;分区并行恢复9|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：对于构网风电机组，虚拟同步控制通过虚拟转子模拟同步发电机的运行原理，进而向电力系统提供惯量支撑。虽然虚拟转子转速与系统频率同步，但文中发现由于转子驱动功率的差异，永磁风电机组物理转子（风轮）实际上并不能经由虚拟转子与系统频率保持同步，使得构网风电机组在惯量支撑方面同样会出现跟网风电机组的问题，即不能向电力系统提供确定且持续的惯量支撑，特别表现在构网风电机组通常在系统频率达到极值点之前便提前结束惯量支撑。这将严重影响风电高占比电力系统的频率响应特性。为此，文中提出了非同步转子惯性时间系数的定义，并据此推导分析采用虚拟同步控制的构网风电机组惯性时间系数的时变特性。在此基础上，提出了面向构网风电机组的物理转子绑定方法，实现风电机组物理转子与系统频率步调一致的变化，使得构网风电机组能够向系统提供恒定的惯量支撑，进而改善风电高占比电力系统的频率响应特性。关键词：构网风电机组;惯量支撑;物理转子绑定;惯性时间系数;频率响应7|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：储能虚拟同步发电机(VSG)可有效增强电网的调节能力，但其固有的振荡特性也给电网的稳定运行带来较大风险。针对该情况，首先，建立计及虚拟励磁调节器(VER)和虚拟补偿环节影响的VSG与电力系统的小信号模型，确定影响系统稳定性的关键变量。接着，采用复数力矩系数法分析了VER与虚拟功率补偿(VPC)对系统阻尼特性的影响，发现VER会引入负阻尼力矩。为此，设计了储能VSG的功率解耦控制以消除VER的负阻尼特性。进一步，分析还发现VPC向系统提供的阻尼力矩会受到振荡频率的影响，在不同控制目标间还存在相互制约矛盾，导致VPC改善系统阻尼特性的能力受限。为此，提出了基于虚拟频率补偿(VFC)的VSG控制，所提控制在增强系统阻尼特性的同时，不会影响系统的动态响应能力，还消除了振荡频率对阻尼力矩的影响。最后，通过仿真验证了理论分析的准确性和所提控制的有效性。关键词：虚拟同步发电机;储能;稳定性;阻尼特性;复数力矩系数法;虚拟励磁调节器;虚拟功率补偿;虚拟频率补偿7|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对构网型变流器在电网对称故障下的暂态功角失稳和故障电流越限问题，提出了一种结合二阶滑模控制与电压自适应调节的联合控制方法。首先，在构网型变流器有功功率-频率环中引入改进型积分滑模面并构造李雅普诺夫函数，依据稳定性判据设计输出功率控制律，在计及电网相位变化的同时严格限制故障期间变流器输出功角波动。其次，采用无功功率-电压环切换控制以提供稳定的无功功率，支撑并网点电压，同时确保故障电流维持在安全阈值之内。最后，仿真与实验结果表明：在电网电压严重跌落并伴随相位突变的情况下，所提策略仍能有效提升构网型变流器故障穿越能力及故障切除后的恢复速率，其精细化主动支撑特性也同样适用于高低压穿越的复杂工况。关键词：构网型变流器;暂态稳定性;二阶滑模控制;故障限流;电压跌落;相位突变7|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：在“碳达峰∙碳中和”目标下，电化学储能电站快速发展，但受到变流器控制策略的影响，电化学储能电站的故障特性与传统同步电源存在较大差异。同时，储能电站具有充电及放电两种运行模式，这使得其故障特征与风光等新能源不同。因此，电化学储能电站的接入将对配电网功率方向元件产生严重影响。首先，研究了电化学储能电站的故障特性，并在此基础上分析了电化学储能电站在充放电运行模式下的故障特性对电网保护方向元件的影响机理；然后，提出了基于电流选跳原理的故障识别方法，可有效消除电化学储能电站接入对功率方向元件造成的误判影响；最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台进行验证。结果表明，储能电站充电时短路电流与电压的相位差变化导致储能电站侧功率方向元件错误动作，而文中所提保护方案不受储能电站充电模式的影响，可以快速、正确地识别故障位置。关键词：新型电力系统;电化学储能;储能电站;功率方向元件;故障方向;故障特性;继电保护6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：集成程度较高的直流微网系统具有故障类型复杂、通信成本较低等特点。基于模型的集中式故障诊断方法可为直流微网故障诊断提供有效的手段。文中建立了包含换流器的直流微网切换系统模型，并从模型参数变化的角度定量地描述了大功率换流器内部、外部多种故障对切换系统的影响。在此基础上，通过观测器参数优化设计，使得每一观测器对不同故障具有良好的选择性，最终采用一一对应的故障特征代码实现了故障识别。仿真验证表明，所提方法可以实现直流微网几类常见故障的可靠识别，满足了直流微网故障诊断的速动性要求，并对于建模误差、过渡电阻及测量噪声具有良好的鲁棒性。关键词：直流微网;切换模型;故障诊断;观测器8|0|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：智能家居自动控制系统需在动态应用场景中自适应用电需求和运行环境，给系统的准确性、反应性和适应性带来了挑战。为此，提出面向动态应用场景的智能家居自适应控制方法。首先，利用用电情景(EUS)概念统一描述各类应用场景，并以标准EUS作为持续优化和控制电器的支撑。同时，提出基于用户反馈的自适应参数优化方法，以确保系统能适应时变的用电需求。其次，提出考虑时空特性的相容性评估方法，以反映电器运行状态与用电需求、运行环境之间的适配程度。然后，提出相容性驱动的一致性控制方法，使智能家居在时变环境中满足用电需求、实现控制目标。最后，利用SimPy开发了一个智能家居仿真系统，以测试所提方法在管控灯、变频空调和加湿器方面的表现。结果显示，所提方法能使智能家居自动控制系统准确、敏捷且持续地满足用电需求，且在误动率、用户友好性和误控率方面较传统相容性评估和自动控制方法有显著提升。关键词：智能用电;智能家居;动态应用场景;自适应控制;变频空调;相容性6|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：新能源场站配置分布式调相机可以有效提高短路比指标和系统送出能力，然而调相机控制特性对于电压支撑能力及电网强度的影响和量化评估目前较少有研究涉及。文中首先阐明了场站需要具备的全过程电压支撑功能需求，并基于频域指标对比分析了调相机在电压控制和无功外环级联控制2种策略下的电压支撑能力差异，揭示了无功外环的引入将导致调相机低频段特性转变为电流源特性，降低了故障清除后系统动态调节过程中的电压支撑能力。然后，提出了调相机接入新能源场站的全过程短路比指标，其物理意义为电压灵敏度，能够有效表征不同控制策略对于多时间尺度电压稳定性的影响，阐明了以调相机次暂态电抗参数计算运行极限的适应性。最后，通过实时数字仿真系统（RTDS）硬件在环仿真验证了分析结论的正确性。关键词：新能源场站;调相机;电压支撑;电压稳定性;短路比;多时间尺度;运行极限11|4|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着新能源发电换流器等电力电子设备在电力系统中的占比持续提高，电网强度逐渐变弱，在交流短路故障后极易产生暂态过电压，引发连锁故障。文中基于电压源换流器低电压穿越控制模型，首先，分析了暂态过电压产生机理及锁相环动态对暂态过电压的影响。其次，基于锁相环控制方程，求解故障三阶段锁相环相位的近似解析解，进而，由电压相量图推导暂态过电压解析式。然后，通过过电压解析式，得到控制参数对故障清除后暂态过电压水平影响的连续变化趋势。最后，利用MATLAB电磁暂态仿真，验证了所求并网点电压解析式及参数影响过电压机理相关结论的有效性。关键词：电压源换流器;暂态过电压;低电压穿越;切换延迟;锁相环;解析解8|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：日志异常检测是监控配电主站系统运行并识别异常行为的关键技术之一。已有的基于深度学习的日志异常检测方法依赖于大量带标注的训练数据，而在配电主站系统中缺少带标注训练数据,这会导致日志异常检测性能显著下降。文中基于大语言模型的上下文推理特性，提出了一种无须训练的配电主站日志异常检测方案LogAdapt。所设计的上下文学习示例筛选算法针对不同的在线日志，从少量带标注的本地日志中动态筛选出若干高质量的上下文学习示例；结合任务描述和人类经验知识，自动构建出文本提示，以指导大语言模型完成配电主站日志异常检测任务。实验结果表明，所提方案相比现有方案性能更优。关键词：日志;异常检测;配电主站;大语言模型;上下文学习;深度学习11|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：传统变电站220 kV侧设备检修过渡方法只考虑输电网网架重构方式，忽略了110 kV高压配电网重构对检修过渡期间输电阻塞的疏导作用。因此，文中提出一种考虑输配协同的变电站220 kV侧检修决策优化方法。首先，分析检修方式下输配电网过渡措施，并根据高压配电网网架拓扑结构提取出以联络矩阵为基本形式的区域高压配电网供电路径计算模型。进一步地，构建基于交流最优潮流的负荷转供模型计算输配电网接口支路运行边界，通过定义满足网络结构条件和运行边界约束的复合最小路以形成高压配电网可行拓扑状态。最后，根据拓扑结构性能指标寻求高压配电网最优运行状态，构建综合风险指标对输配电网检修过渡方案决策优化。通过对某电网局部系统进行变电站220 kV侧检修过渡方案分析，验证了所提方法的有效性。关键词：变电站;检修;输电阻塞;协同;输电;配电;配电网;重构;风险评估6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：准确预测架空线路的载流量是实现线路动态增容的基础。常规的单一点预测模型难以有效捕捉风速、环境温度等载流量气象因子的波动性与随机性，且载流量预测误差具有时变相关性和条件分布特性。文中以串行集成学习Bagging为总架构，整合并行集成学习算法AdaBoost、XGBoost和LightGBM构建载流量点预测模型，旨在克服单一模型泛化能力不足的局限，提升预测准确性与稳定性；基于实测数据论证了载流量预测误差的时变相关性和条件分布特性，继而引入Sklar定理及其动态Copula函数构建载流量预测误差的条件分布模型；将点预测模型与条件分布模型相结合，提出一种基于串并行集成学习与多误差特性融合的架空线路载流量概率预测方法。与传统方法相比，所提方法的保守性指标降低了28.69%。关键词：架空线路;载流量;线路动态增容;集成学习;概率预测;误差9|0|0更新时间：2025-06-16
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