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2025年第49卷第18期
- 摘要：中国作为世界第二大经济体，年碳排放量居世界首位，其中，电力行业碳排放占中国碳排放总量的40%。为实现“碳达峰·碳中和”目标，电力系统亟须向绿色低碳转型，精准可信的碳排放核算方法提供了有效支撑新型电力系统建设和“碳达峰·碳中和”目标深入推进的科学依据。目前，中国需要研发实时、精准和全面的碳排放核算方法，为碳减排工作提供技术保障。首先，文中分析了电力系统碳核算方法的发展进程和应用场景，阐述了电力行业碳排放核算的必要性和紧迫性。其次，梳理了电力系统碳排放核算的基本要素。然后，分别从电源侧、电网侧及负荷侧总结了各环节的碳核算方法。为了提升核算结果的准确性、权威性和完整性，重点讲述了电力系统全环节的碳核算方法，为后续碳核算方法创新提供了理论基础。最后，对电力系统碳核算方法的发展趋势进行了展望。关键词：电力系统;碳排放;碳达峰;碳中和;核算方法29|4|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：边际碳排放因子(MCEF)是反映用户负荷调整对电力系统碳排放水平影响的重要指标。系统运营商可以估算并发布未来MCEF以引导用户低碳用能，降低系统的总碳排放量。针对低碳引导的需要，开展了考虑多时段耦合的MCEF理论及其不确定性研究。首先，从经济调度模型出发，理论推导出了考虑多时段耦合的MCEF计算方法，并类比边际电价，将MCEF分解为平衡成分和阻塞成分；然后，基于多参数线性规划理论，提出了面向MCEF不确定性分析的自适应快速计算方法；最后，基于IEEE 30节点系统开展算例分析，验证了所提方法的有效性，分析了影响MCEF计算结果与不确定性的关键因素。关键词：新型电力系统;边际碳排放因子;碳排放;不确定性;多参数线性规划;边际电价;低碳电力系统;需求响应11|2|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：区域电力碳排放因子是电力碳排放核算的基础。传统的计算方法需要将各省各类型发电量、省间交换电量数据汇聚后建立方程并求解计算。对于管理不同省份电网的各电网公司，上述数据包含敏感信息，导致各公司共享、汇聚数据意愿不强。为解决该问题，文中利用矩阵分块迭代原理，采用分布式架构进行跨电网的电力碳排放因子协同计算。提出的算法能够快速收敛到准确解，各电网公司无须共享敏感数据，仅通过交换因子计算结果即可实现各省区域电力碳排放因子的准确计算。关键词：碳达峰;碳中和;碳排放因子;矩阵分块迭代;敏感数据8|2|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为充分挖掘不同元件对电力系统运行经济性和低碳性的潜在价值，降低系统运行的安全风险，提出一种计及
碳视角下的电力系统分析与优化
- 摘要：当处理标记拓扑与未标记拓扑之间和各类标记拓扑之间数量不均衡的拓扑类不匹配问题时，现有基于有监督学习和无监督学习的拓扑开关状态辨识方法均难以准确辨识配电网拓扑结构。为此，提出基于半监督对抗学习的配电网动态拓扑开关状态鲁棒辨识方法。首先，提出基于动态节点嵌入的配电网拓扑变化特征提取方法，其通过将拓扑动态变化过程中节点电压量测值表示为潜在低维向量以反映配电网拓扑重构过程中节点关联程度的变化，并降低模型的计算复杂度。然后，针对配电网拓扑开关状态辨识中存在的拓扑类不匹配问题，提出了基于半监督生成对抗网络的配电网拓扑开关状态鲁棒辨识模型，通过内嵌的半监督学习机制和对抗学习机制缓解拓扑类不匹配问题，实时准确地辨识配电网的拓扑结构。最后，以IEEE 33节点测试系统为例进行算例分析，仿真结果表明所提方法可以快速辨识配电网拓扑开关状态的动态变化，且在拓扑类不匹配的情况下依然能实现拓扑的准确辨识。关键词：配电网;拓扑辨识;拓扑变化特征提取;动态节点嵌入;生成对抗网络;半监督学习16|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：随着分布式光伏接入电力系统的比例增加，传统负荷模型对配电网动态负荷特性的描述能力下降。文中提出将传统负荷模型与光伏并网系统模型相结合，建立了计及分布式光伏高/低电压穿越能力的配电网广义负荷灰箱模型。在PSCAD中搭建了配电网详细电磁暂态模型进行灵敏度分析，以确定广义负荷模型中的待辨识参数，并提出广义负荷参数辨识方法。与电网实测数据对比，含分布式光伏接入的配电网系统详细电磁暂态模型运行结果误差在2%以内，验证了详细模型的准确性。基于详细模型对广义负荷模型进行参数辨识和模型校验，结果表明，配电网侧发生电压跌落和升高故障时，提出的计及分布式光伏故障穿越能力的配电网广义负荷灰箱模型能够很好地反映配电网的动态特性，满足电力系统稳态及故障场景下的分析需求。关键词：配电网;分布式光伏;高电压穿越;低电压穿越;负荷模型;参数辨识9|1|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：针对高比例分布式光伏并网导致的配电网电压越限问题，提出了一种基于改进深度确定性策略梯度算法的电压调控策略。首先，文中提出基于方差的改进自适应噪声奖励函数，以动态调节智能体在环境中不同方差区域的学习能力，有效缓解策略偏差问题。然后，将评价函数由确定值形式转换为概率分布形式，以提升智能体对不确定性环境的适应能力。最后，引入N步回报方法，通过在贝尔曼方程中添加N步的奖励值，提升智能体对长期效益的评估能力。IEEE 123节点配电系统的仿真结果表明，所提策略在降低电压越限率、减少网络损耗以及增强复杂运行环境中的策略泛化能力方面具有显著优势。关键词：主动配电网;分布式光伏;深度强化学习;智能体;电压调控;数据驱动;马尔可夫决策过程6|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：光伏电源深度参与配电网优化调控可促进新能源配电网安全稳定运行，但势必会降低光伏电源的寿命损伤，同时增加优化模型的求解复杂度。为此，文中基于数据-知识驱动架构，提出考虑光伏度电成本的配电网数据-知识驱动优化调控策略。首先，分析光伏电源提供无功支撑对光伏度电成本的影响，建立考虑光伏度电成本的配电网优化最优决策知识模型，获取配电网优化调控最优决策知识。然后，将配电网优化调控最优决策知识嵌入数据驱动的配电网极端梯度提升（XGBoost）优化调控模型，通过数据-知识驱动方法挖掘配电网状态信息与光伏最优决策之间的非线性映射关系，并利用贝叶斯算法完成XGBoost模型超参数的自适应优化。最后，利用PG&E 69节点典型配电系统验证所提策略的有效性。关键词：配电网;优化调控;数据-知识驱动;光伏;度电成本;极端梯度提升（XGBoost）模型5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：随着电力系统规模持续扩大、结构日趋复杂，其发生连锁故障的风险随之增加。为提升系统风险防控能力、准确识别连锁故障关键环节并揭示各环节间耦合关系及相互作用，文中对连锁故障关键环节定义进行了扩展，引入关键传播关系与关键区域概念，提出一种基于结构关系与风险量化的扩展关键环节辨识方法。首先，建立配合-过载型连锁故障事故链模型对故障态势与传播路径进行分析；其次，采用一种基于导率优化的局部扩展算法挖掘电网的模糊重叠动态社区结构，实现对电网核心区域与模糊区域的识别；再次，利用事故链集和分区结果构建具有时空特征的风险时空传播图，并采用多维故障影响的量化指标对扩展关键环节进行辨识；最后，在IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统中进行算例仿真。结果表明,所提方法能够有效辨识扩展关键环节，揭示连锁故障不同环节间的耦合关系与级联作用。关键词：关键环节;连锁故障;事故链;故障态势;传播途径;动态社区;风险量化3|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：快速准确地实现“多车共网”的振荡源定位对于枢纽型牵引供电系统的振荡防治具有重要意义。文中提出了基于间谐波暂态能量的枢纽型牵引供电系统低频振荡源定位方法。首先，基于机车并网节点划分子系统，并推导了基于端口数据的子系统间谐波暂态能量计算公式，证明了子系统间谐波暂态能量流方向是判断该子系统是否为低频振荡源的重要条件。然后，基于傅里叶分析方法提取端口模态信息，计算间谐波暂态能量，通过监测各子系统的间谐波暂态能量流方向实现振荡源的定位。最后，构造了枢纽型牵引供电系统负阻尼类型的低频振荡场景，结合牵引供电系统机车动态移动及工况时变的特性，分析了机车工况以及位置对振荡源定位结果的影响，并结合现场实测数据，验证了所提方法的有效性。关键词：牵引供电系统;低频振荡;负阻尼振荡;振荡源定位;间谐波暂态能量;傅里叶变换5|5|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：新能源次/超同步振荡问题一般被视为一个局部电网的系统稳定问题。为兼顾分析精度和仿真效率，需建立规模适当的网络模型和新能源等值模型。为此，提出了一种面向电网等值的汇集站下直驱风电场群频域聚合建模方法。首先，提出用于量化风电场间动态耦合强度的改进相对增益矩阵(RGA)方法，通过解耦分析构建电网中与待研场站强耦合的风电场集合；其次，引入五点数值差分公式计算阻抗灵敏度，通过分析控制参数对全功率变流器型设备阻抗的影响，选择汇集站下直驱风电场群并网振荡特性的主导因素作为聚类对象；然后，采用人工鱼群算法(AFSA)对近邻传播(AP)算法中的偏向参数寻优，以获得AP算法的聚类数目，进而确定风电场聚类集合及聚合模型参数；最后，以实际电网作为算例，验证了聚合建模方法在次/超同步振荡特性分析中的有效性。关键词：直驱风电场群;次同步振荡;超同步振荡;聚合建模;电网等值;相对增益矩阵;近邻传播算法5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：系统故障时，双馈风机与电网形成网孔并联回路，共同向故障点馈入电流。现有方法针对强电网情况，将外部电网简化为理想电压源，以阶跃信号表示系统故障电压。然而，在并网点短路容量比较低的情况下，风电馈入电流影响系统故障电压，忽略电网特征导致暂态短路电流计算不准。针对上述问题，提出含双馈风机的网孔并联回路暂态短路电流计算方法。通过分析定转子磁链暂态响应，推导了表征稳态、暂态直流及暂态交流磁链分量的等效电感，将其与对应故障电压源等效电路联立，可快速求解各电流分量幅值和时间常数。仿真结果表明，忽略外部电网丢失电网回路时间常数会导致误差增加；采用所提方法在不同故障距离、电网阻抗比下得到的峰值电流误差均小于3%，优于现有方法。关键词：双馈风机;暂态短路电流;系统阻抗比;时间常数;故障响应9|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为应对大量分布式电源接入带来的挑战，同步测量技术被引入配电网，为系统的安全稳定性分析提供了更多维度的数据。为进一步增强对配电网的态势感知，文中提出了一种同步测量数据驱动的配电网扰动源分类方法。首先，提出了一种基于Granger因果分析理论的扰动源快速辨识方法，分辨扰动源位于主网侧还是配网侧。其后，提出了一种基于核支持向量机的算法误判扰动辨识方法，识别由瞬时估计算法误差引起的误判扰动，从而完成对实时配电网扰动数据的快速分类与提取。最后，基于IEEE 123节点系统仿真数据与现场同步测量数据验证了所提方法的有效性。关键词：配电网;分布式电源;态势感知;同步测量;核支持向量机;扰动7|1|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为降低海上油气田碳排放，运营商正积极推进海上风电与海上油气田联合开发。现有面向平稳源荷关系的调度策略难以应对不确定性海上风电的接入。为降低运行成本，提升风电消纳能力，提出一种燃气轮机机组与海上风电协同的海上油气田综合能源系统（OIES）日前优化调度策略。首先，阐述了计及海上风电的多油气平台互联OIES典型结构。然后，提出多燃气轮机机组等负载率协调运行的风功率波动平抑策略和最低负载率动态管理的风电消纳水平提升策略。最后，构建了考虑电-气-油耦合约束、燃气轮机机组运行约束以及风电不确定性的鲁棒日前优化调度模型。中国北方某海上油气田算例分析结果表明,所提策略能有效降低总运行成本和弃风率。关键词：海上油气田;日前优化调度;不确定性;负载率;风电消纳;综合能源系统4|1|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：新能源高比例接入电网导致调频难题日益凸显，电动汽车（EV）集群作为调频资源，存在缺乏有效的激励机制、充放电不确定性高、独立调频风险高等问题。针对这些问题，文中考虑市场调频环境和EV集群调频激励的双重不确定性，提出EV集群与传统调频机组协同调频的鲁棒优化模型，以实现协同调频经济的最优。首先，利用随机优化法对历史调频数据进行聚类分析，构建EV集群与机组协同调频的调频信号场景集。然后，提出考虑用户行为偏好的充放电激励机制，采用核密度估计区间预测EV用户主动参与充放电调控的概率，利用基于条件风险价值的分布鲁棒优化法分析激励下的EV充电行为不确定性问题。接着，以调频成本最小为目标构建EV集群与机组协同调频的分布鲁棒优化模型，并将该模型重构为二阶锥规划问题。最后，算例验证了协同调频在收益期望、收益标准差和条件损失期望方面的优势，协同调频相较于传统机组调频有效提升了经济效益。关键词：电动汽车;调频;不确定性;充放电激励;区间预测;鲁棒优化;风险价值7|0|0更新时间：2025-09-25
学术研究
- 摘要：随着新能源渗透率持续提升，新能源机组出力预测误差导致电网实际运行方式与计划运行方式之间的偏差不断扩大，尤其是未来多个时段的运行方式偏差会加剧电网不满足
- 摘要：大规模新能源接入使电力系统的频率动态特性更加复杂，数据驱动的暂态频率安全评估广受关注，但仍存在特征挖掘不足、先验知识未能充分利用等局限性。为此，文中提出了基于独立时空特征提取与分组增强的暂态频率安全评估方法。首先，引入自适应时空特征提取模块，通过独立的全连接邻接矩阵，表征发电机间的关联关系，提升特征提取能力；其次，设计了基于物理先验知识的分组特征增强模块，依据系统惯性中心频率指导特征融合，促进初始输入特征的交互、增强表征能力；最后，应用多尺度卷积模块融合所有特征获取最终的系统表征，通过模型训练和参数优化实现频率安全评估。标准算例仿真结果表明，文中模型的精度和鲁棒性均优于现有数据驱动模型。关键词：新型电力系统;暂态频率;安全评估;特征增强;注意力机制;时空特征6|1|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：大量三相不平衡设备的并网将导致三相电压不平衡，严重威胁配电网的电能质量。除专用电能质量治理设备外，利用配电网中光伏变流器的剩余容量进行不平衡电压的治理是抑制电能质量污染的有效方法。文中提出了利用三相分布式光伏变流器治理并网点不平衡电压的最优控制策略。首先，将治理后并网点不平衡电压最小化的问题建模为一个考虑电路定理、电流限幅、功率平衡、功率振荡的优化问题；其次，分析了该问题物理约束的几何性质，得到了不同条件下可行域的边界和最优点的取值；然后，据此设计了最小化并网点负序电压的控制策略，该控制策略的实现不依赖电网阻抗信息，并可以保证光伏阵列输出最大可用功率；最后，通过硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性。关键词：配电网;电能质量;电压不平衡;光伏变流器;负序电压;治理;并网点7|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为使生活电器能像智能机器人一样主动适应用电需求和运行环境，提出了状态切换技术路线下的电器自主智能体构建方法，使得智能体可在智能用电场景和需求响应场景中提供恰当的电力服务。首先，从生活电器视角提出了相容性概念及评估方法，以量化生活电器提供的电力服务与用电需求、运行环境间的匹配程度。其次，根据电力服务提供的价值，定义并划分了一系列工作状态，这些状态构成了电器自主智能体在不同用电场景中自主优化性能的基础。然后，设计了工作状态驱动的自趋优运行方法，通过工作状态自识别和自切换方法，确保电器自主智能体始终处于趋向最优状态的过程。最后，基于自律分散理论，设计了电器自主智能体的仿真框架，并对1万个灯和变频空调的自主智能体进行了仿真。通过分析这些电器自主智能体的性能表现和不同驱动方法的效果，验证了所提方法的优越性。同时，探讨了电器自主智能体在智能用电和需求响应场景中的应用效果，部分结果可作为工程实施和政策制定的参考。关键词：电器;工作状态;自主智能体;相容性;需求响应;自趋优;变频空调9|0|0更新时间：2025-09-25
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