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最新刊期
2025年第49卷第23期
- 摘要：随着电力电子设备和新能源机组的大规模接入，电力系统电磁暂态特性发生显著变化，暂态谐波、谐波谐振、谐波不稳定等多类型谐波扰动频繁发生。尽管这些术语中都包含“谐波”一词，表征电压或电流出现了宽频段的波形畸变，但严格意义上这些谐波扰动属于不同的电力系统研究领域，需采用不同的建模与分析方法。目前，鲜有研究对多类型谐波扰动之间的关联性进行探讨。文中首先以谐振为核心阐述了多类型谐波扰动的关联性及全面评估的必要性。然后，回顾了不同类型谐波扰动的常用建模方法，探讨了谐波状态空间(HSS)理论与其他主流建模方法的内在联系，以及其在通用化建模与机理解释方面的优势。进一步，以高压直流输电系统为例，建立HSS模型来分析暂态谐波动态过程、谐波传导特性以及谐波不稳定风险。结果表明，HSS模型通过谐波耦合矩阵有效揭示了高压直流输电系统在暂态与稳态下的谐波耦合特性，且线性化后的谐波不稳定分析具有更高的准确性。最后，针对HSS模型维数高、计算耗时长的缺点，提出了数据驱动赋能HSS建模与分析的展望，进一步推动HSS在新型电力系统多类型谐波扰动分析中的应用。关键词：新型电力系统;电能质量;暂态谐波;稳态谐波;高压直流;谐波谐振;频域建模;谐波状态空间2|0|0更新时间：2026-02-28
综述·观点
- 摘要：共享储能模式不仅可以充分发挥储能的灵活调节优势，而且可进一步降低运营成本和提升经济效益，但如何向用户提供更为灵活的共享服务则是关键问题。针对该问题，提出了基于时段容量租赁及能量交易的共享储能两阶段服务机制。在“资源分配”的第1阶段，储能运营商根据新能源场站提出的需求，决策储能在容量租赁及能量交易服务之间的资源分配；在“多轮投中标”的第2阶段，由场站与储能运营商对储能服务进行需求及供给的多轮迭代决策。其中，容量租赁及能量交易价格分别由租赁时长及能量供需比决定。在此基础上，分别建立了新能源场站及储能运营商的决策优化模型，并对模型进行线性化后求解。仿真结果表明，所提机制能够提升参与者的经济效益，且所提定价策略提高了场站参与共享储能交易的积极性。关键词：共享储能;容量租赁;能量交易;资源分配;定价机制;线性化3|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：区域综合能源系统（RIES）集成了电力、天然气、热能等多种能源形式，通过多能互补提升综合能效。近年来，各类极端天气发生频次明显增加，造成多起能源系统大范围供能中断事故，带来巨大社会经济损失。根据极端灾害下灾后系统恢复过程的韧性表现，结合受灾系统及所在区域路况的动态变化，文中提出了基于负荷恢复效率的RIES故障抢修策略。首先，建立负荷恢复效率指标，将与韧性密切相关的故障抢修用时与负荷恢复量两要素同时纳入考量。然后，以负荷恢复效率最高为目标，结合当前抢修资源与故障元件位置、RIES和交通网现况，通过滚动优化动态分派抢修任务。算例分析表明，所提策略能够根据灾后路况和负荷恢复预期优化故障抢修的任务调度，提升系统韧性。关键词：区域综合能源系统;多能互补;故障抢修;负荷恢复;滚动优化;韧性3|1|0更新时间：2026-02-28
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极端灾害下电力-交通协同抢修优化策略 AI导读
摘要：极端灾害下，交通网和配电网均遭受了不同程度的破坏，两侧的抢修工作存在密切联系。交通网是配电抢修出行的载体，交叉口信号灯负荷的恢复有助于解决道路拥堵问题。为实现两侧的协同抢修优化，首先，建立电力-交通耦合网络，利用地理信息系统实现两网的数据融合。然后，以总体抢修收益最大为目标，综合考虑两侧抢修之间的联系，建立电力-交通协同抢修优化模型。交通侧以用户出行成本最小为目标，优化受损路段的疏通时序；配电侧以计及延迟成本的失负荷经济损失最小为目标，优化故障线路的抢修顺序，并将模型拆分为主、子模型，利用广义Benders分解法进行求解。最后，通过12节点交通网与IEEE 33节点配电网验证了所提方法的可行性。关键词：极端灾害;交通网;配电网;协同抢修;广义Benders分解法5|1|0更新时间：2026-02-28 -
基于拓扑-功率传输关系的柔性互联选址定容 AI导读
摘要：随着新能源接入规模的不断增大，传统依赖500 kV交流线路互联的区域电网模式因区间电力交换能力不足，难以有效消纳新能源。柔性互联技术可通过建立新能源富集区域和负荷中心区域的源荷匹配直联通道，减少潮流传输冗余，提升网架的输电能力。优化柔性互联规划，对于缓解区域对新能源的消纳压力至关重要。文中提出一种基于拓扑-功率传输关系的柔性互联选址定容规划方法。首先，基于复杂网络理论分析拓扑-功率传输关系，定义节点拓扑联络能力、邻居节点支撑能力以及节点抗脆弱能力等指标，以量化节点对柔性互联通道功率传输的贡献。其次，分步求解，预规划确定选址定容范围，再规划建立包含总投资成本、节点传输贡献度以及综合运行效益的区域电网柔性互联双层规划模型。最后，以中国华东某区域电网为例，基于BPA和MATLAB联合计算验证所提规划方法的有效性。关键词：新能源消纳;输电网;柔性互联;复杂网络理论;选址定容;功率传输2|2|0更新时间：2026-02-28 - 摘要：“沙戈荒”地区的新能源基地往往地理位置偏远，系统呈现低惯量、低短路比特征。为提高新能源基地的短路比，文中首先分析了基于虚拟同步发电机控制的构网型场站的控制原理，并与跟网型场站和同步发电机的支撑能力进行对比，进一步量化构网型场站的构网运行能力，分析了其运行成本。基于多馈入短路比的定义，提出了含构网型场站的新能源基地多馈入短路比计算方法，并构建了构网型场站短路比灵敏度指标，以此确定构网型场站配置的优先级顺序。进而，设计了一种计及短路比约束的构网型场站与同步调相机的协调配置策略。最后，以某缺乏同步电源支撑的实际新能源基地为算例，仿真验证了所提配置策略的有效性。关键词：沙戈荒;新能源基地;构网型场站;同步调相机;短路比;协调配置;惯量2|0|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：采用构网(GFM)控制的双馈风电机组（GFM-DFIG)可以为弱电网提供主动支撑能力。然而，GFM控制会加剧机组机械结构与电网频率之间的耦合作用，增加轴系扭振的风险。目前，针对GFM-DFIG进行机电耦合特性建模时一方面没有考虑运行区域的影响，而运行区域的变化会直接影响有功指令，导致出现轴系扭振；另一方面，建模时通常忽略电流内环对转子电压的调节作用，而转子电压又会受到电流环和转速环的共同影响，改变轴系扭振的阻尼特性。为此，建立了电磁转矩和转速差的小信号模型，揭示了GFM控制参数、运行区域以及电流环参数对轴系阻尼的作用规律。分析结果表明，当GFM-DFIG切换运行区域时，会引发轴系扭振，仅调整GFM控制参数难以解决该问题，而通过优化电流环带宽，可以有效降低运行区域切换过程中轴系扭振的风险。最后，在硬件在环平台进行了实验验证。关键词：双馈风电机组;机电耦合;构网控制;轴系扭振;小信号模型;电流环2|3|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：针对差异化虚拟惯性控制策略下的多机直流微电网，多台直流型虚拟同步机之间的交互作用导致系统虚拟惯量难以准确评估。为此，文中提出了计及惯量交互的等效建模方法，建立了两种典型虚拟惯性控制策略下多机直流微电网的等效惯量模型。基于此模型，推导了直流电压的时域响应解析式及惯性时间常数估算公式，并通过等效RC电路模型揭示了惯量等效的物理本质。进一步地，提出了基于惯量等效的惯性时间常数映射曲面构建方法，构建了三维惯性时间常数映射曲面，量化分析了截止频率、虚拟惯性系数、负荷功率和下垂系数等因素对多机直流微电网虚拟惯性的影响。最后，基于RT-Box硬件在环平台搭建了多机直流微电网与等效惯量模型。多组对比结果表明，理论估算与实测结果的相对误差均小于3%，验证了所提方法的有效性。关键词：直流微电网;等效模型;虚拟惯性;时域响应解析式;时间常数;虚拟同步机2|0|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：针对低概率高影响极端天气事件往往具有样本数据失衡的特征，提出一种基于Wasserstein距离改进的生成对抗网络-深度集成学习模型，用于实现非平衡样本数据场景中配电网受损杆塔精准预测。首先，以预处理后的气象、地理、电气等数据作为输入，利用Wasserstein距离改进的生成对抗网络生成杆塔受损样本。然后，使用Bagging集成随机森林、Boosting集成梯度提升决策树作为基学习器，神经网络作为元学习器，通过Stacking构建深度集成学习模型。最后，以2023年4号台风“泰利”期间中国湛江市配电网杆塔为例，将预测受损杆塔分布结果可视化，并利用SHAP法对模型进行解释性评估，分析特征变量对预测结果的影响机制。结果表明，相比传统数据增强与机器学习算法，所提模型具有更高的预测精度与数据信息挖掘能力，可在数据样本不足时有效预测配电网杆塔受损情况。关键词：极端天气;台风;配电网;杆塔;受损预测;生成对抗网络;Wasserstein距离;深度集成学习2|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：基于可行域等效投影理论构建虚拟电厂-输电网协同调度模型，可以避免迭代求解，进而保障解的稳定性。然而，随着储能的大量配置，时段耦合约束使得虚拟电厂的可行域成为高维空间，显著增加了可行域的刻画难度。因此，提出考虑时段耦合约束解耦的虚拟电厂-输电网非迭代协同调度方法。首先，基于上镜图理论消除目标函数中虚拟电厂内部变量以降低模型复杂度；其次，利用Lyapunov优化对耦合约束解耦，并基于顶点搜索法刻画虚拟电厂可行域等效投影；最后，以可行域投影替代原虚拟电厂模型参与输电网调度，实现虚拟电厂-输电网协同调度模型的非迭代求解。仿真结果表明，所提方法能够显著提升可行域等效投影的刻画效率，并使得非迭代协同调度与一体化调度具有相同的最优性。关键词：虚拟电厂;时段解耦;可行域;等效投影;非迭代方法;上镜图3|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：随着新型电力系统建设进程不断加快，虚拟电厂成为聚合灵活性资源参与市场交易的重要手段。为提高虚拟电厂的市场竞争力，文中提出一种虚拟电厂动态聚合及多时间尺度竞价策略。首先，考虑灵活性资源的可调能力，构建了虚拟电厂“云-边-端”分层分区调控架构；其次，在此基础上，考虑虚拟电厂内部通信成本及市场契合度得到分层分区聚合策略，并进行外特性辨识；然后，构建了虚拟电厂多时间尺度竞价模型，并采用约束感知深度强化学习方法进行模型求解，进而得到竞价策略；最后，通过算例分析验证了文中所提动态聚合方法和竞价模型能够降低虚拟电厂成本和运行风险，提升整体收益。关键词：新型电力系统;虚拟电厂;动态聚合;多时间尺度;强化学习;竞价;灵活性资源2|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：随着风电机组尺寸和风电场容量的快速提升，风电场运行风险急剧增加。对风电场进行精细化建模和仿真，有助于降低上述风险，对电力系统稳定运行具有重要意义。为满足准确、高效的仿真需求，提出了风电场精细化建模方法及其并行仿真算法。首先，以精度与效率平衡为切入点，提出考虑“风能-机械能-电能”全过程耦合的风电场精细化建模方法。其次，以精细化模型中各部分时间尺度和计算复杂度为依据，提出系统级粗粒度解耦方法，将精细化模型解耦为多个可并行仿真的子模块。进一步，提出基于细粒度解耦的子模块并行仿真算法，从而构建基于粗-细粒度混合解耦的并行仿真算法。最后，基于包含40台风电机组的风电场仿真算例，将所建模型和仿真算法与传统简化模型和仿真算法进行了对比。对比结果表明，所提精细化模型和并行仿真算法具有更优的仿真精度和仿真效率。关键词：风电场;风电机组;精细化建模;并行仿真3|0|0更新时间：2026-02-28
学术研究
- 摘要：面向未来高比例可再生能源接入的新型电力系统，用户侧电氢双向转换热电联供以其清洁低碳、功率密度高、长时储能等优势日益受到关注。在建立包含燃料电池、电解池、蓄电池、储氢罐、储热水箱等模块的仿真模型基础上，针对用户侧典型用能需求，提出了基于粒子群优化算法的电氢双向转换热电联供系统优化配置方法。面向电网调峰和可再生能源消纳等互动场景，提出了系统能量管理策略。优化后系统年均总成本相比初步配置降低了10.39%，相比纯电化学储能降低了14.95%，优化后系统年购电成本相比初步配置降低了7.09%，相比纯电网供能的用能成本降低了4.12%。最后，开展了离网极端情景下的系统供能特性分析，系统由并网切换为离网可不间断供能8日以上；从离网切换回并网，经低谷电时段的制氢和蓄电池充电，当天可恢复至正常工况，具备较强的供能稳定性。关键词：新型电力系统;燃料电池;电解池;热电联供;氢;能量管理;配置优化;稳定性2|0|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：针对高比例新能源接入电力系统后的供需平衡问题，提出了一种基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法。该方法基于典型日场景及全年8 760 h场景分析框架，提出了基于源荷耦合特征指标集聚类的新能源概率化场景生成方法、以保供应及促消纳为优化原则的时序运行模拟模型以及概率化电力电量平衡评估指标体系。以中国南部某省级电网为例，对所提电力电量平衡评估方法进行了验证。结果表明，所提方法能够有效评估系统的供应能力及新能源消纳水平。关键词：电力电量平衡;评估;场景生成;源荷耦合;时序运行;新能源消纳2|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：在大规模新能源低电压穿越和脱网场景下，电力系统频率响应轨迹呈现变化率大、跌落深但恢复慢的特点，传统基于事件触发的频率紧急控制在该场景下难以适用，以低频减载为代表的频率校正控制动作时间滞后且控制代价极大。同时，新能源短时出力变化造成的惯量波动对频率稳定控制的影响也不容忽视。为此，提出了一种考虑系统短时惯量波动的集中式频率校正前置控制方案。该方案采用“初步能量估计、二次精确校核”的决策方式，在对决策周期内系统惯量波动上下限预测的基础上，从能量及功率平衡的角度给出了频率安全边界约束下频率校正前置控制策略制定方法。在触发动作时，采用事件和轨迹联合触发机制，当预想事故发生后且频率轨迹满足触发条件时才启动控制，在避免误动的同时降低了控制代价。基于某实际电网验证了所提方案的有效性和实用性。关键词：低电压穿越;频率校正控制;新能源;惯量;一次调频;能量平衡;功率平衡;稳定性2|0|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：九边形模块化多电平变换器(MMC)作为一种新型AC/AC变换器的拓扑结构，具有低频性、高可靠性、多端口等优点，在海上低频输电领域具有较好的应用前景。但在实际运行中九边形MMC的桥臂上存在不同频率的电气分量的耦合叠加，导致子模块电容电压产生低频波动。为了提高九边形MMC的抗干扰能力与子模块均压效果，文中根据九边形MMC的拓扑结构，分析了桥臂电压与电流的关系，建立了九边形MMC的数学模型。然后，分析了桥臂功率与端口功率之间的关系，提出了子模块电压排序控制方法，并与环流注入、环流抑制控制相结合，从而实现了桥臂中子模块电容电压均衡，提高了电流传输质量。最后，在MATLAB仿真软件和RT-LAB实验平台上搭建了九边形MMC系统，并模拟了稳态、电压变化、功率变化等多种工况，对比了子模块电压排序控制与常规子模块均压控制的效果，结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。关键词：海上风电;低频交流输电;模块化多电平变换器;模块化多电平矩阵变换器;均压;电压排序;环流2|0|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：配电网单相断线坠地故障出现的零序电压会使柔性电压消弧装置误启动，装置投入后故障点电流可能增大。首先，分析了单相断线坠地故障零序电压位移轨迹，阐明了典型接地故障选相方法不适用于单相断线坠地故障的原因以及柔性消弧装置误投导致故障恶化的机理。其次，提出了基于相电流突变的接地故障与断线坠地故障区分方法、基于零序差动电流和相电压相位差的单相断线坠地故障类型识别方法，以及考虑单相断线坠地故障的柔性电压消弧装置投切策略。最后，基于PSCAD仿真验证了理论分析的正确性。关键词：配电网;断线故障;单相接地故障;消弧;故障选相;零序差动电流3|0|0更新时间：2026-02-28
研制与开发
- 摘要：提升系统爬坡能力是应对新能源高比例接入下超短期供需平衡问题的重要手段，爬坡辅助服务市场已成为爬坡资源优化配置的重要途径。保障预留爬坡容量的可交付性，降低爬坡采购成本，提升市场整体运营效率，是未来爬坡辅助服务市场精细化运营所面临的关键问题。美国中部独立系统运营商（MISO）与美国加州独立系统运营商（CAISO）先后针对爬坡可交付性问题开展了探索性的研究与实践，但依然存在交付场景设置单一、交付率提升有限、多目标优化冲突等问题。为此，文中提出了考虑多随机交付场景的爬坡辅助服务市场出清模型。通过设置多随机交付场景，构建柔性可交付性约束，解决爬坡采购充裕性与可交付性冲突的问题，实现了爬坡辅助服务市场多优化目标出清的平衡可控，并扩展了爬坡节点边际价格的内涵。基于某省级电力实时市场算例分析验证了所提出清模型的有效性。所提出多随机交付场景有助于提升爬坡交付率和采购效率，降低市场价格。关键词：辅助服务市场;爬坡;充裕性;可交付性;出清模型;边际价格2|2|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：为解决省调全网调峰及输电断面控制、地区主变压器过载风险控制等省地不同的新能源控制场景需求，对省地新能源有功协同自动控制体系架构及策略开展研究。采用“省调-地调”与“集中-分布”协同技术路线，在省、地两级调度主站部署新能源自动功率控制模块，构建“1+N+X”全电压等级新能源有功协同自动功率控制体系。依托该体系进一步提出两类省地新能源资源双向协同支援策略，即地调将其管辖的可调资源聚合上送至省调，满足省调调节需求，地调也可针对本地主变压器N－1过载等紧急情况生成调节指令，经省调统一决策后下发至统调资源执行，全面提升电网平衡调节能力。通过某省、地两级调度的实际运行效果验证了所提体系及策略的有效性，保障了电网安全稳定运行及新能源最大化消纳。关键词：新能源;调度主站;自动功率控制;变压器过载;省地协同;调峰2|0|0更新时间：2026-02-28
工程应用
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