欢迎来到能源电力期刊网！
English Version 期刊登录
EN
最新刊期
2025年第49卷第8期
- 摘要：新能源发电、直流输电等电力电子设备的大量接入对电力系统的动态行为产生了影响，频繁出现的各类形态复杂的动态稳定问题对系统动态过程分析提出了更高要求。然而，由于当前缺乏反映系统动态的多样化设备统一模型，导致大系统动态过程难以分析，动态失稳的机理仍无法揭示。首先，基于对交流电力系统运行原理与设备功能的一般化认知，提出了基于有功/无功功率不平衡激励-内电势幅值/频率响应第一性原理的设备统一模型架构。然后，通过对同步发电机、异步电动机以及锁相并网变换器这3类典型设备的运行原理进行剖析，阐释了不同设备由不平衡有功/无功功率驱动形成内电势幅值/频率的内秉工作原理，并给出了这三类设备的统一模型示例。最后，通过对示例系统进行仿真，阐释了设备基于有功/无功功率不平衡调节其内电势幅值/频率变化而引起系统动态的本质，说明了所提模型认识系统动态过程的有效性和必然性。关键词：设备模型;有功/无功功率;内电势幅值/频率;系统动态4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着新能源的发展，新能源多馈入系统电压支撑强度逐渐降低，亟需强度评估方法。考虑设备均在额定运行点，利用现有电网强度指标及临界值即可实现强度的准确量化；而设备实际运行工况各异且复杂多变，破坏了现有指标定义条件，导致现有方法失效。为此，聚焦于实际工况下的系统电压支撑强度量化问题，基于特征子空间摄动理论，求解了能够近似表征实际系统稳定性的等效单馈入系统。在此基础上，给出了广义运行短路比的定义及物理意义，从而利用广义运行短路比和设备临界运行短路比严谨地量化实际工况下的强度。此外，揭示了不同稳定形态下实际工况对强度的具体作用机理。最后，利用算例验证了所提方法的有效性。关键词：新型电力系统;多馈入系统;电压支撑强度;工况;短路比;电网强度4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：构建风电场的动态等值模型是对风电并网系统进行分析的基础。目前常用的风电场多机等值建模方法在不同运行场景下都需要根据分群指标的变化重新对风电场进行分群等值建模，当用于在线动态安全分析时，需要不断重新构建等值模型，影响效率。因此，有必要对风电场建立适用于任意运行场景的通用等值模型。基于此，针对直驱风电场提出了通用等值模型构建方法。首先，对神经网络结构以及输入参数进行设计，构建了单台永磁直驱风机的神经网络通用模型；然后，通过对输入参数的等效计算，将单机通用模型扩展应用至风电场，形成风电场通用等值模型构建方法；最后，基于CloudPSS电磁暂态仿真平台研究了通用等值模型的仿真接入方法，并基于仿真验证了所提模型的有效性。关键词：风电场;等值模型;神经网络;电磁暂态仿真4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：超级电容储能型模块化多电平换流器(SESS-MMC)结合了模块化多电平换流器（MMC）与超级电容储能系统的优势，可应用于新能源大规模送出领域，但由于SESS-MMC子模块结构更为复杂、运行方式更为多样，为提高其仿真效率，提出一种适用于稳态、闭锁启动、直流故障闭锁等多类型暂态、稳态工况的SESS-MMC等值模型。首先，对SESS-MMC的子模块拓扑及运行模态进行分析，利用开关组的二值电阻模型以及梯形积分离散化方法，获取单个子模块的伴随电路。然后，提出适配EMTDC仿真平台解算逻辑的戴维南等值流程，实现子模块与桥臂的等值简化，获得整体等值电路。进一步分析闭锁工况下的运行模态，构建出闭锁等值电路，并集成至整体等值电路中，最终得到SESS-MMC的多工况电磁暂态等值模型。在PSCAD/EMTDC中通过仿真验证了所建立的等值模型具有良好的仿真精度和仿真效率。关键词：模块化多电平换流器;储能;电磁暂态等值模型;戴维南等值;闭锁;超级电容4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对大规模新能源发电通过远距离架空线路送出场景，提出了一种具备平抑新能源功率波动、阻断直流故障、主动支撑电网等功能的储能型柔性直流输电系统。该系统为两端混合直流输电系统，其中,送端换流站采用具有直流故障阻断能力的储能型模块化多电平换流器（MMC），受端换流站为半桥子模块MMC，接地极线上加装有二极管阀以阻断受端MMC的直流故障电流。分析了储能型柔性直流输电系统的工作原理，研究了具有直流故障阻断能力的储能型MMC双极短路故障电流的发展机理，给出了主动功率支撑与直流故障穿越的控制策略。最后，搭建了相应的仿真模型，并验证了所提储能型柔性直流输电系统的可行性以及控制策略的有效性。仿真结果表明：采用所提的拓扑结构与控制策略，储能型柔性直流输电系统能够实现大规模波动电能的平滑输送，且在功率传输过程中可以提供有效的主动功率支撑以及自主清除直流短路故障。关键词：新能源;柔性直流输电系统;模块化多电平换流器;储能系统;故障穿越;故障电流4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：基于构网型新能源的电网换相换流器（LCC）高压直流输电是实现无常规电源支撑的大型新能源基地经济高效送出的一种可能方案。然而，构网型新能源和LCC的功能定位，以及系统的惯量和强度支撑能力是实现这一方案的关键。为此，提出了基于LCC高压直流输电虚拟调速控制的虚拟同步系统方案。利用LCC的触发角控制自由度实现送端孤岛的有功功率控制与交流电压幅值解耦，使风电机组变流器能够运行于基于P/f特性的虚拟同步机（VSG）模式。提出了基于负向功率流等价的虚拟同步系统构建方法，将风力发电机等价为VSG的负向功率虚拟负荷，并将LCC功能等价为负向功率虚拟原动机。基于此设计了LCC虚拟调速控制，实现了送端孤岛的有功平衡和频率控制。从虚拟调速器反馈控制的角度，揭示了系统稳定运行对VSG虚拟惯量的要求和系统关键参数的影响，并给出了设计方法。最后，利用时域仿真验证了所设计系统方案的稳定运行和暂态故障穿越能力。关键词：风电场;电网换相换流器;构网型控制;虚拟调速控制;虚拟同步机;惯量;频率控制;稳定性4|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来，分布式调相机（DSC）在大规模新能源外送工程中得到了推广应用，显著提升了新能源发电效率与系统安全稳定水平。然而，在当前市场环境下，DSC工程投资收益差异显著，在一定程度上制约了DSC的应用。针对上述问题，提出了计及边际贡献的新能源场站DSC投资收益评估方法。首先，从提升新能源发电量、提供辅助服务等方面，厘清了当前市场环境下DSC的投资回收渠道与获益方式。其次，通过量化评估DSC对近区新能源发电能力提升的边际贡献，基于Shapley值法对DSC增发电量收益进行分摊。然后，基于全寿命周期成本对不同主体投资DSC的投资运营成本和运营收益进行评估。最后，构建了大规模新能源直流外送试验系统，验证了所提投资收益评估方法的有效性，并提出了不同主体投资DSC的成本疏导建议。关键词：分布式调相机;新能源;发电能力;分摊;全寿命周期成本;投资收益5|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着中国加快推进大规模新能源基地的建设，专项输电工程成为外送新能源的主要途径。输电价格的合理制定是电力市场背景下保障新能源外送的必要条件。为此，计及新能源出力的多重不确定性及电力市场交易机制的影响，对输电定价方法进行研究。首先，将新能源出力的多重不确定性分为中长期电量不确定性与短期电力不确定性，并针对不同类型的不确定性提出相应的应对措施；其次，基于现有两部制输电定价方法，结合电力市场背景对输电价格核价电量的计算方法进行改进，并提出了基于电能量与备用联合出清的专项工程输电价格优化模型；最后，选取多场景进行算例分析。算例分析结果表明，所提改进方法能反映电网的实际运行情况，并能较好地适应新能源不确定性环境。关键词：新型电力系统;新能源;不确定性;联合出清;输电价格;电力市场4|12|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：风电经柔直送出系统送端交流汇集线路两端均为电力电子换流器，在送端发生交流故障时可能出现非故障相过电压和恢复过电压等问题，容易导致系统低电压穿越失败。为此，首先，分析了风电经柔直送出系统送端发生交流故障时系统产生非故障相过电压和恢复过电压的原因。然后，通过推导系统负序分量与非故障相电压之间的关系，并结合降压控制、闭锁控制和负序限幅优化等方法，提出了适用于送端对称和不对称交流故障等场景的低电压穿越策略。最后，在PSCAD/EMTDC中建立风电经柔直送出系统的电磁暂态仿真模型，通过在送端设置4种不同的交流故障类型，验证了所提策略的有效性和可行性。关键词：风电场;柔性直流输电;故障;过电压;低电压穿越;负序4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：新型电力系统电源结构的异质化发展，使得大功率有功缺额下电网大停电事故风险急剧增加，电网频率安全运行面临巨大挑战。考虑到西北沙戈荒地区大规模风电场具备的调频潜力及大容量直流外送的输出方式，提出计及送端电网风电调频能力的交直流混合电网频率紧急控制策略。当受端电网频率达到低频减载第一轮动作值时，送端电网风电紧急提供有功支援，经特高压直流线路输送至受端电网。首先，提出风电集群有功双层分配结构及有功分配系数，并基于频率特征识别提出风电场有功协调控制算法；其次，利用容量加权平均法对所建立的多机系统频率响应(SFR)模型进行参数聚合，建立简化SFR模型；然后，基于该模型，分别从时域、频域的角度对电网频率特征进行量化分析，并针对频率紧急控制策略下电网频率特性与调频控制参数的关系进行评估；最后，基于中国西北某沙戈荒区域电网送出系统及IEEE 2区域4机系统进行仿真分析，仿真结果验证了所提频率紧急控制策略的有效性。关键词：新型电力系统;风电;频率紧急控制;特高压直流;系统频率响应4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：低电压穿越（LVRT）控制是新能源系统故障后维持稳定的必要功能，但LVRT控制与弱电网之间存在强耦合，易引发多种稳定性问题。文中针对故障恢复阶段的反复LVRT问题，研究了LVRT控制参数对反复LVRT的影响规律。首先，建立了含交流线路动态和变流器内环控制的电磁暂态仿真模型，并在故障恢复阶段令变流器的有功功率直接恢复到稳态值，以便于准确刻画控制系统响应超调对反复LVRT的影响。进而，分别通过支路潮流法和传递函数灵敏度峰值分析了电网运行方式和变流器控制参数对反复LVRT问题的作用机理，基于后者，归纳了反复LVRT问题的参数影响规律。最后，通过仿真说明电磁暂态模型下的反复LVRT问题不限于小干扰稳定性，其诱导因素也可能是弱电网下有功电流控制超调所带来的暂态电压快速跌落。关键词：新型电力系统;低电压穿越;电压振荡;支路潮流法;灵敏度;故障恢复4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统具有利用子模块电容储能支撑交流电网惯量的潜力，但现有研究普遍认为柔性直流系统提供的惯量受限于其储能时间常数，相较于同步电机效果微弱，缺乏衡量其支撑强度的定量化指标。针对以上问题，基于柔性直流输电系统的频率响应模型，提出单柔性直流换流站对交流系统惯量支撑的定量分析方法，提出柔性直流等效惯性常数作为衡量指标。分析了不同控制策略的支撑功率来源和支撑效果，计算了不同控制策略下等效惯性常数大小。将理论进一步推广至多端柔性直流系统，修正所提等效惯性常数使其适用于多端系统，探讨随着端数和电容总储能的增加带来的支撑强度提升。在PSCAD环境下搭建了三端柔性直流电网仿真模型，仿真结果验证了所提定量分析方法的有效性。关键词：模块化多电平换流器;电容能量;频率响应;惯量;支撑强度4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：高比例新能源电力系统的暂时工频过电压问题是影响系统安全、制约新能源消纳的关键因素。为了揭示暂时工频过电压机理，首先，搭建了新能源接入两机等值系统的准稳态模型，并利用电压相量关系解析得到新能源机端电压峰值；然后，采用全微分法分析了新能源电流与其机端电压的关联关系，并阐明了无功补偿和功角摇摆对机端电压的影响机理；进一步，以预设最大峰值为边界条件，提出了新能源电流和无功补偿上限的优化建议，为大规模复合能源外送场景下新能源安全可靠送出提供基础理论支撑；最后，采用光伏火电打捆系统和实际复合能源送端系统进行仿真，验证了理论分析的有效性。关键词：暂时工频过电压;功角摇摆;新能源;切换;电流优化4|2|0更新时间：2025-06-16
大规模新能源基地稳定运行与直流送出技术
- 摘要：准确有效的污染物排放控制模型是减轻综合能源系统对环境影响的关键。文中提出一种计及源荷不确定性并考虑多种污染物时空分布的综合能源系统环境经济调度策略。首先，考虑到新能源出力与多种负荷的不确定性，采用拉丁超立方抽样与同步回代缩减法,生成典型日场景。然后，考虑污染排放源高度、位置、风速、风向的影响，构建了火电厂和燃煤锅炉厂的污染物时空分布模型，充分反映了污染物的扩散特性，提高了结果精度。最后，计算不同时刻下大气污染物平均质量浓度与时空分布情况，获得各设备的对应调度结果。结果表明，相比于不考虑风力发电与污染物时空分布的策略，提出的环境经济调度策略在供暖季、供冷季、过渡季分别使污染物质量浓度大幅降低。所提出的调度方法能够改善空气质量，实现经济环保的调度结果。关键词：环境经济调度;综合能源系统;高斯烟羽模型;不确定性;大气污染物4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着新能源替代同步机接入电网的比例不断攀升，系统电压支撑能力下降，故障点电压跌落可引发新能源规模化进入低电压穿越。为刻画电力系统故障扰动后的稳定运行风险及指导稳定控制措施量选取，扰动引发新能源低电压穿越风险与系统短时有功冲击量的快速准确评估显得尤为重要。为此，从机理解析层面，首先计及故障期间发电机暂态支撑与新能源低电压穿越无功支撑作用，改进传统电压交互因子法，提出适用于大电网的故障扰动期间新能源节点电压跌落评估方法。进一步，基于新能源暂态机电尺度功率响应特性，提出系统规模化新能源低电压穿越短时有功冲击量快速评估方法。最后，以含新能源的新英格兰39节点系统为例，仿真验证了所提短时有功冲击量评估方法的有效性。关键词：新能源;电压跌落;节点电压评估;低电压穿越;短时有功冲击4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：自然灾害发生后，配电网往往面临着馈线自动化设备通信故障影响其有效恢复的挑战，导致负荷恢复过程延长。为此，文中提出一种计及抢修人员调度的配电网信息-物理协同恢复策略，相比于传统恢复方法，可以更加快速地生成抢修方案，并通过合理调度抢修人员，协同抢修配电网的电力线路和通信链路，实现负荷的快速恢复。首先，介绍了配电网信息-物理耦合结构，并提出配电网信息-物理协同抢修框架。其次，构建基于简化时间-空间网络的交通网络模型，并引入一种基于Floyd算法的交通网络简化方法，以降低交通网络复杂度。在此基础上，构建了计及抢修人员调度的配电网信息-物理协同恢复模型，并采用一种新的辐射状拓扑约束提高模型求解效率。最后，在IEEE 33节点配电网测试算例上验证了所提方法的有效性与高效性。关键词：配电网;负荷恢复;信息-物理耦合;交通网络;辐射状约束;时间-空间网络;抢修人员;调度5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着分布式可再生能源在配电网中的渗透率逐渐提高，分布式并网逆变器参与电压-无功控制对提升电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。然而，在基于强化学习的电压-无功控制模型中，安全运行约束难以建模，且无法确保控制策略满足运行约束。针对上述问题，文中提出一种基于安全强化学习的配电网电压控制策略。首先，将带约束的电压控制问题建模为约束马尔可夫决策过程。然后，采用原始-对偶方法学习最优策略，确保控制策略满足系统运行约束。随后，引入增强经验融合方法来改进强化学习经验利用方式，从而提高算法样本效率。最后，通过配电系统算例验证了所提方法的有效性。关键词：配电网;电压控制;强化学习;约束马尔可夫决策过程;经验融合7|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着大规模配电网用户侧电力异构物联设备（简称配电网用户侧物联设备）接入电力系统，互联网中用户负荷控制业务的主导地位愈加明显。由此，电力系统存在一条跨越信息物理空间的攻击路径——需求操控攻击，致使电力系统面临一种新型的网络安全威胁。在此背景下，研究需求操控攻击策略对于电力系统抵御该类网络攻击具有重要的指导意义。首先，文中阐述了黑客如何利用配电网用户侧物联设备实施需求操控攻击以及其特点，并基于负荷特征和电力设备运行特征制定电力系统中异常负荷规模约束。然后，以低攻击代价诱导传输线路故障为目的探讨需求操控攻击策略，分析了在该类需求操控攻击情景下传输线路的脆弱性。最后，通过多场景下的多个IEEE标准系统仿真验证了需求操控攻击可以低代价地影响电力系统运行安全。关键词：配电网;信息物理系统;网络攻击;需求操控攻击;异构设备;可控负荷;物联网4|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：云南电网与主网经直流异步联网后，难以实现全网调频资源实时、自动共享，系统频率稳定性问题突显，频率调控难题突出。柔性直流同频控制可实现频率无差调节，响应速度快，无调频死区，频率调节期间可以主动提供电压支撑。与柔性直流同频控制相比，常规直流频率限制器（FLC）的功率调节量大，备用充足，但常规直流FLC存在调频死区，调频期间易引发电压波动问题。结合两者优势，文中提出基于柔性直流同频控制与常规直流FLC的协同控制策略。系统发生扰动时，柔性直流同频控制优先启动，当柔性直流同频控制输出超过限幅后，常规直流FLC启动。此外，常规直流FLC动作期间，柔性直流无功支援控制投入。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建背靠背直流测试系统与直流异步大电网系统，验证了所提协同控制策略的有效性。关键词：直流异步联网;柔性直流;常规直流;同频控制;频率限制器;无功支援;电压支撑;协同控制4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：负载变流器的负输入阻抗特性削弱了直流配电系统的稳定性，高阶负载变流器模型给系统失稳主导因素分析带来困难，因而在分析过程中通常将负载变流器等效为负电阻或是负电感，然而，二者在中频段与实际变流器阻抗模型契合度较低导致稳定性分析结果不准确，且二者的适用频段范围模糊限制了其实际应用。为获得更为精确的简化模型并分析负电阻模型和负电感模型的适用性，文中首先建立直流配电系统中直流/交流（DC/AC）负载变流器的直流侧阻抗模型。然后，基于连分式近似法对直流侧阻抗进行降阶，得到与实际模型高度契合的一阶降阶模型。该模型由包含功率信息的负电阻和包含主电路以及控制参数的负电感组成，而后推导出负电阻模型和负电感模型的适用频段。最后，通过MATLAB/Simulink仿真平台和实验验证了负电阻模型和负电感模型以及降阶模型在直流配电系统各频段稳定性分析中的准确性。关键词：直流配电系统;变流器;降阶模型;稳定性;阻抗建模4|1|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
0