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最新刊期
2025年第49卷第12期
- 摘要：随着新能源大规模并网，电力系统电磁特性和机电特性间的耦合更加紧密，动态行为更加复杂，面临频率电压支撑能力不足、失稳风险增加等诸多挑战。而现有电网规划和运行控制设计方法仍沿袭传统电力系统方法，难以发挥新能源、储能、直流等电力电子设备快速灵活调控的优势。文中提出利用电力电子设备构造灵活可控柔性电网（简称柔性构网）的新型电力系统构建技术。通过“柔性互联”避免交流电网故障连锁传播、故障影响范围扩大的问题，并保持分区间灵活互济能力；通过“主动支撑”提升关键节点电压/频率支撑能力，提高电网稳定性。文中阐述了新型电力系统发展面临的挑战，提出柔性构网概念及其内涵，并研究了柔性构网的基本思路和未来发展方向。最后，介绍了柔性构网技术在中国南方电网实际工程中的应用情况。关键词：构网;柔性互联;新能源;主动支撑;新型电力系统6|2|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：电网中电力电子设备的占比不断增加，其转动惯量的缺失以及与电网复杂的交互作用导致电力系统，特别是几乎全电力电子化的微电网系统面临严峻的频率安全挑战。虚拟同步发电机（VSG）技术通过模拟传统同步发电机的外特性，为电网提供了有效的虚拟惯性支撑，未来将出现多VSG协同支撑新型电力系统运行的场景。确保VSG技术引入后电力系统的稳定运行是该技术能否大规模应用的关键，故需要重点研究VSG技术的稳定性问题。文中首先综述了主配电网中的VSG稳定性研究进展，介绍了VSG技术原理，梳理了电流源型VSG和电压源型VSG的拓扑结构和特性。接着，针对VSG单机本体到多机协同，详细介绍了小信号稳定和暂态稳定的主流分析方法和稳定性提升措施。然后，聚焦于微电网应用中VSG技术的稳定性问题，从微电网初建阶段到常态化调度阶段，从设备层面到系统层面，全时序多层次分析了VSG技术在其中面临的稳定性难点。最后，给出了VSG技术稳定性研究后续发展的设想和建议。关键词：新型电力系统;虚拟同步发电机;小信号稳定性;暂态稳定性;微电网;黑启动;集群控制3|2|0更新时间：2025-07-04
综述·观点
- 摘要：“碳达峰·碳中和”目标下，随着新型电力系统建设与碳排放权交易市场（简称碳市场）逐步发展，两级碳市场下多区电力系统公平有效、分散可靠的多主体碳交易机制需要进一步研究。为此，提出计及两级碳市场影响的多区电力系统电-碳分散协同运行策略。首先，针对一级碳市场初始碳排放配额分配问题，设计一种基于Stackelberg博弈的政府-电力系统碳排放配额分配框架，结合KKT条件将博弈模型转化为“一主多从”的均衡约束数学规划问题求解；然后，考虑二级碳市场中电力系统碳排放配额交易面临的不确定性风险、价格发现与隐私保护问题，基于Wasserstein分布鲁棒模型处理电力系统新能源出力不确定性，使用样本外近似、约束对偶转换等方法将多区电力系统日前双层调度问题转化为单层线性问题，进一步采用动态惩罚因子更新策略下的交替方向乘子法构建电能、碳配额端对端交易分散优化架构，并利用商业求解器求解；最后，基于中国浙江省某地数据的算例验证了所提模型的有效性，算法在兼顾政府、电力系统双边利益的同时可控、可靠地引导电力系统低碳调度行为，有效发挥碳市场的减排作用。关键词：新型电力系统;碳市场;端对端（P2P）交易;Stackelberg博弈;分布鲁棒优化;优化调度;交替方向乘子法2|0|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：电力市场和碳市场独立运行，但在价格上存在传导效应。针对传统的电、碳独立市场交易机制不能充分激励多主体节能减排的问题，提出一种考虑电-碳市场决策协同的园区综合能源系统(PIES)双层博弈调度模型。首先，分析电、碳市场衔接运行的机理，通过将碳市场离散化为与电力市场相同的交易时间尺度，进行电-碳市场决策协同机制设计。其次，在PIES内，建立PIES主从博弈优化模型，供能侧基于扩展的碳排放流(ACEF)制定考虑碳势增长率的负荷节点边际定价策略，用户跟随售能价格信号进行需求响应。在多PIES之间，基于纳什议价理论，建立多主体电-碳协同合作博弈优化模型，促进各PIES实现碳减排和降低运行成本。针对上述分布式优化问题，采用改进的交替方向乘子法(ADMM)进行求解。最后，通过实际算例验证了所提模型具有多PIES协同实现整体节能减排的作用。关键词：综合能源系统;碳排放;双层博弈;调度;分布式算法;电-碳市场;电力市场5|5|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：分布式台区光-储(PV-EES)系统是未来高渗透率光伏建设的重要场景，其高效、经济、可靠的储能管理策略对于提升光伏发电消纳率、降低台区整体碳排放具有重要意义。现有PV-EES系统调控策略通常以最大光伏发电消纳率为目标，依赖于台区的储能建设规模或储能深度充放电，忽略了储能设备的全生命周期碳排放及其寿命损耗所造成的等效碳排放。为精准评估并降低分布式台区PV-EES系统整体运行碳排放，提出了一种考虑储能寿命损耗与全生命周期碳排放的分布式台区PV-EES系统低碳运行优化策略。首先，对PV-EES系统中设备生命周期全过程碳排放进行计算；其次，建立了一种基于Arrhenius公式的改进储能循环寿命量化模型，以评估储能设备单次充放电动作所导致的寿命损耗；最后，结合上述模型建立综合考虑碳排放、经济性的PV-EES系统运行优化模型。仿真结果表明，所提策略以适当增加台区购电量和光伏弃电量为代价，有效减缓了储能设备寿命损耗，延长其服役寿命，从而降低了台区运行所需的储能数量及等效碳排放，并提升了系统运行经济性。关键词：光-储系统;生命周期;储能;寿命损耗;运行优化;碳排放5|0|0更新时间：2025-07-04
碳视角下的电力系统分析与优化
- 摘要：分布式新能源与外部电网的动态耦合易对系统小干扰稳定造成不利影响。但是，当前面向多分布式新能源集群的小信号等值建模研究较少，复杂系统稳定分析计算量大、效率低。针对该问题，文中首先通过将新能源机组和负荷等设备导纳模型与电网节点阻抗矩阵联立，构建了多分布式新能源集群接入系统导纳模型。然后，考虑复杂网络拓扑，根据动态耦合强度对新能源机组进行聚类分群，并基于各机群内机组和电网导纳/阻抗矩阵的相似变换，将各机群聚合为一台机组，得到系统小信号等值表示形式；所得等值模型可有效降低系统稳定分析计算量，且在工况变化时易于重构。最后，通过算例仿真验证了所提方法的有效性。关键词：分布式新能源集群;小干扰稳定;等值模型;阻抗模型2|1|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：为实现对新型电力系统小干扰稳定性的快速评估，抑制潜在的模式谐振，文中提出一种基于测量信号和运行场景信息的数据驱动型振荡模式预测(DOMP)方案。首先，基于多通道测量信号辨识系统在历史运行场景下的振荡模式，解决模型训练过程中的数据来源问题。其次，基于深度极限学习机算法建立系统振荡模式预测模型，以历史数据中的场景信息为输入、振荡模式的辨识结果为输出，对预测模型进行训练与准确性评估，提高DOMP方案的预测准确性。基于DOMP的模式预测结果可优化系统控制参数，避免系统在运行过程中产生模式谐振，提高系统的小干扰稳定性。通过IEEE 39节点模型，验证了所提DOMP方案可通过场景信息快速、准确地预测系统在未来场景下的振荡模式，进而通过参数优化抑制系统在运行过程中产生的模式谐振，提高系统稳定性。关键词：振荡模式;预测;模型训练;小干扰稳定性;数据驱动;深度极限学习机;谐振抑制2|1|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：安全、高效的配电系统恢复(DSR)决策方法对于提升配电系统的韧性具有重大意义。传统的混合整数规划方法依赖于精准数学模型，且求解时间较长，难以在线应用。尽管深度强化学习具有不依赖于建模和决策效率高等优点，但面对DSR问题时仍面临寻优空间巨大、安全性难以保证等挑战。针对上述问题，提出了一种基于专家知识嵌入强化学习的配电系统灾后恢复决策方法，专家知识包括专家经验知识与专家机理知识。首先，提出基于专家示范的值函数预训练技术，利用专家经验知识为智能体提供较好的初始寻优点。其次，提出结合专家示范的多重优先经验回放技术，避免智能体遗忘专家知识。最后，提出基于专家机理知识的无效动作屏蔽技术，有效缩减寻优空间，同时确保生成动作满足辐射状运行等安全约束。改进的IEEE 37节点算例和中国南方某区域的配电系统362节点算例分析表明，所提方法能够快速收敛，生成满足安全约束的接近最优解的供电恢复决策方案，同时决策效率满足实际DSR决策的要求。关键词：配电系统;灾后恢复;韧性;深度强化学习;专家知识;无效动作屏蔽2|0|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：针对含大规模分布式电源的配电网电压越限问题，文中提出了基于分散复杂自适应体系（DCASoS）的配电网多利益主体功率自平衡优化控制策略。首先，基于DCASoS理论构建了包含利益主体聚合层、利益主体优化控制层与涌现利益分配层的配电网多利益主体功率自平衡优化控制架构。然后，在利益主体聚合层，提出了计及利益主体独立性、归属性以及可联性的配电网多利益主体聚合方法；在独立优化控制层，针对利益主体构建计及分布式电源有功、无功调节的独立电压优化控制模型，以此实现各利益主体内电压控制的功率自平衡；在协调优化控制层，基于链接矩阵构建多利益主体协调优化模型，以此实现多利益主体在功率自平衡控制过程中的协调配合，获得涌现利益；在涌现利益分配层，基于利益主体的贡献度构建涌现利益分配模型，以此实现对涌现利益的公平分配。最后，以中国浙江省某10 kV实际馈线系统为例，验证了所提方法的有效性。关键词：配电网;分散复杂自适应体系;多利益主体;功率自平衡;分布式电源4|1|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：城市电网外部受电比例高，极端事件导致的城市上级电网送电通道连通性故障可能引发大停电事故。在此极限场景下，通过微网群灵活自组态运行保供，可实现重要负荷极限生存。然而，微电网在突发功率缺额下暂态频率波动大，直接影响自组态运行保供成败。首先，提出了微网群极限生存问题求解框架，并基于系统频率响应模型构建了考虑多源协同的微电网动态频率约束。其次，基于前向欧拉法将包含常微分方程、限幅环节等非线性约束的微电网频率响应模型差分离散化。根据故障后微网群频率暂态响应过程中的切机切负荷情况，考虑惯量等效约束、控制动作延迟约束以及动态切分约束构建了微网群极限生存模型。通过求解一个混合整数线性规划模型，得到微网群紧急频率控制策略和切分状态，以协调多种调频资源，并在保证频率安全的同时最小化切负荷量。该模型可利用成熟的商用求解器高效求解。最后，通过算例仿真分析，验证了所提微网群紧急频率控制策略的有效性和优越性。关键词：微网群;极限生存;关键负荷;极端事件;紧急频率控制;混合整数线性规划2|4|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：微电网与柔性配电系统(FDS)协同优化运行可提高运行经济性和灵活性，但现有的求解方法难以兼顾多主体信息隐私保护和模型求解效率。针对上述问题，提出了一种基于等效投影（EP）的多微电网柔性配电系统(MFDS)协同优化运行方法。首先，提出了一种基于EP的MFDS双层优化运行框架，深度挖掘FDS和微电网的灵活性资源，并构建考虑智能软开关的MFDS优化运行模型。其次，基于改进傅里叶-莫茨金消元法和高斯消元法，计算下层微电网的低维投影可行域，通过投影可行域的方式保证下层微电网的信息私密性。然后，提出一种基于EP的非迭代求解方法，对MFDS双层优化运行模型进行转化，在保证各主体信息私密性的前提下，实现双层问题的高效求解。最后，基于改进的IEEE 33节点配电系统验证所提方法的有效性。关键词：柔性配电系统;微电网;分布式电源;等效投影;可行域;智能软开关;协同优化运行2|0|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：续航里程有限、运载能力短缺是电动船舶发展受阻的关键原因，海上充电平台是解决这一难题的可行路径。不同于陆地充电站，一方面，海上充电平台选址定容与电动船舶电池配置相互耦合，电池重量影响船舶吃水深度与能耗特性，改变充电需求；另一方面，电池体积影响载货量与航运效益，改变规划目标。因此，需要在规划海上充电平台时协同考虑电动船舶电池容量优化。针对此问题，提出了电动船舶电池容量与海上充电平台选址定容优化规划方法，基于水动力学构建电池重量-推进能耗、电池体积-运载能力解析函数，作为约束引入优化规划模型以提升运载能力；考虑复杂海洋环境下充电平台建设成本以及风光资源差异，优化海上充电平台选址，提高电动船舶经济航程。以上海—香港航线为例，与不考虑耦合情况相比，所提方法可将电动船舶经济航程提升至千公里级，航运综合效益提升45.79%。关键词：海上充电平台;电动船舶;碳中和;选址定容;技术经济分析;优化规划2|0|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：针对新能源发电大规模扩张导致电力系统面临负荷低谷时段新能源消纳难、尖峰负荷时段电力保供难的“两难”困境，考虑抽水蓄能与新能源在联合运行中的被动地位及风光互补的局限性，将风电场、光伏电站和抽水蓄能电站均视为具有独立决策权的利益主体，基于随机演化博弈理论探究辅助服务市场下风电场、光伏电站和抽水蓄能电站在容量交易中的策略选择与动态决策过程。首先，基于容量交易市场机制分析不同运行模式下博弈主体的收益，深入刻画风-光-抽蓄参与容量交易辅助服务市场的现实情景；其次，为应对风-光-抽蓄三方博弈中的不确定性问题，引入高斯白噪声模拟演化过程中的随机扰动，从而构建不确定性条件下的风-光-抽蓄三方随机演化博弈模型，分析模型的均衡解及稳定性并得到稳态条件；最后，基于中国某省2020年实际数据仿真博弈主体策略行为的演化过程，验证了所提方法的可行性和有效性。结果表明，风电场选择“合作”策略是三方联盟稳定的前提，光伏电站在交易中最容易出现投机行为，而抽水蓄能电站的运行策略与容量交易规模密切相关。关键词：辅助服务市场;电力市场;风-光-抽蓄;随机演化博弈;新能源消纳;稳定性27|0|0更新时间：2025-07-04
学术研究
- 摘要：新能源场站部署分布式调相机是提升电源侧电压支撑能力的有效措施，然而调相机目前采用“无功外环+电压内环”级联策略接入场站自动电压控制（AVC）后制约了其低频段电压源特性。首先，文中阐述了调相机接入AVC现存的问题，提出了调相机全过程定电压需求。然后，基于含分布式调相机的新能源场站拓扑结构，解析了调相机无功电压折算系数以及无功分流影响因子关系式，提出了调相机“定电压+无功分流抑制”接入AVC新方案，并通过调相机励磁、场站AVC双控制器硬件在环仿真验证了所提方案的有效性。最后，在某实际新能源场站完成工程化应用。现场运行结果表明，所提方案实现了场站多类型无功设备稳态调节，在有效降低场站并网点电压波动幅值的同时，充分发挥了调相机全过程电压源特性，保障了系统电压稳定裕度。关键词：新能源场站;分布式调相机;电压源;励磁调节器;自动电压控制;协调控制3|2|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：针对模块化多电平换流器（MMC）启动或低频运行时，桥臂功率瞬时波动，导致子模块电容电压波动急剧增加这一问题，提出了一种基于桥臂能量补偿的MMC模型预测控制策略，直接从桥臂能量角度抑制电容电压波动。首先，通过分析低频下的桥臂能量波动规律，在直流电流中补偿与能量波动量相反的功率分量，保障上、下桥臂之间的能量平衡。其次，基于能量补偿后的桥臂电流参考值，建立离散时间模型，逆推导出最优桥臂电压，并建立含高频循环电流的桥臂内电压差预测模型，在有限集内进行二次滚动寻优，进一步抑制子模块电容电压波动。仿真和实验结果验证了所提方法在低频工况下具有良好的电容电压波动抑制性能。关键词：模块化多电平换流器;模型预测控制;低频工况;能量补偿;桥臂电流控制;均压控制;有限控制集;高频注入2|2|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：分布式光伏渗透率的不断提高加剧了电压越限风险。构网/跟网型逆变器混联并网的情况下，如何协调构网/跟网型设备和传统设备调节配电网电压成为重要问题。考虑构网/跟网型设备的不同调节特性，提出一种多类型设备协同调压方法。首先，根据节点电气距离选取出构网型设备最优配置节点，在此类节点配置构网型设备，建立起构网/跟网型设备混联的配电网调压模型；其次，考虑短时间尺度下的调压需求，计算极端场景下构网型光伏逆变器的备用容量，留取一定无功裕量；然后，在日前阶段考虑配电网有功无功耦合特性，构建有功无功双层优化模型，通过有功无功协调优化来降低系统运行成本和电压偏差；最后，通过Fisher最优分割法对离散设备进行动态无功优化，得到最优动作时间和挡位，有效降低了离散设备的动作次数。仿真结果表明，该方法具有良好的电压控制效果和经济性。关键词：构网型逆变器;跟网型逆变器;光伏;配电网;电压越限;调压;有功;无功;双层优化模型6|2|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：针对高比例分布式电源接入下薄弱配电网馈线末端电压越限问题，从变电站端角度提出了计及自动电压控制（AVC）限值调整的配电网调压策略。首先，对配电网中主要可调设备和九区图控制策略进行线性化建模处理；然后，采用增强Epsilon约束法求解计及AVC限值调整的配电网多目标优化问题的Pareto前沿；最后，利用IEEE 33节点标准算例和中国浙江省某实际多馈线配电系统对所提方法进行验证。结果表明，所提方法可以降低可调设备日动作次数，提高设备使用寿命，并有效改善高比例光伏接入下的配电网电压波动问题。关键词：配电网;多目标优化;增强Epsilon约束法;自动电压控制;分布式电源;九区图法;电压越限5|1|0更新时间：2025-07-04
- 摘要：风险识别是多维风险精准管控的基础，在径流、新能源多维不确定性条件下，面向流域水-风-光一体化的梯级水电站将面临逐步恶化的运行风险，迫切需要识别关键风险。为此，提出面向流域水-风-光一体化的梯级水电站关键运行风险识别方法。首先，提出内嵌年度8 760 h精细化运行模拟的多直流外送梯级水电站运行风险量化原理，以仿真得到的运行结果作为样本进行风险期望统计；然后，提出改进的主客观赋权法将多个水电站的风险聚合成梯级水电站整体风险，并引入逼近理想解排序法，对梯级水电站多维风险的相对重要度进行排序；最后，以金沙江下游面向流域水-风-光一体化的梯级水电站为应用实例，验证了所提方法的合理性和有效性。同时，指出梯级水电站出力波动和调峰压力是须优先管控的2项关键风险。关键词：风险识别;不确定性;梯级水电站;直流输电;新能源3|2|0更新时间：2025-07-04
研制与开发
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