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最新刊期
2025年第49卷第9期
- 摘要：电动汽车数量的大幅增长显著促进了电力系统和城市交通系统的深度融合，机遇与挑战并存，电力-交通融合相关研究方兴未艾。文中首先按照时间尺度、应用条件梳理了常见的交通分配模型，并在此基础上对电力-交通系统的耦合架构与建模方法进行归纳。进一步，针对电力-交通耦合系统研究中的非凸非线性项、多主体参与、不确定性管理等难题，总结了有效的应对算法。然后，详细阐述了电力-交通耦合系统扩展规划、经济运行、低碳运行、点对点交易、故障恢复等关键问题的研究进展。最后，从共享电动汽车、氢燃料电池汽车、移动充电站等研究对象方面和数据驱动、在线优化等研究方法方面分析与展望了未来电力-交通耦合系统的关键技术。关键词：电力-交通耦合系统;电动汽车;新能源;建模;算法;关键问题;博弈论6|4|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：虚拟电厂作为一种集中管理分散能源资源的聚合载体，因其能通过软件和通信技术优化电力分配和减少碳排放，在低碳能源转型中发挥着至关重要的作用。欧洲已涌现出许多成功的虚拟电厂实例，并且在电力交易品种、市场政策扶持和多样化盈利模式方面积累了丰富经验。文中首先介绍欧盟与英国的电力系统结构和电力市场体系，概述了欧洲低碳政策与电力市场改革对虚拟电厂发展的引导和支持。然后，分析了欧盟与英国在不同市场环境下虚拟电厂的参与方式和收益方法，并介绍了欧洲典型虚拟电厂的成功案例与运营模式。最后，结合中国国情和政策现状，提出了虚拟电厂市场化运行与可持续发展的建议。关键词：虚拟电厂;电力市场;能源转型;可持续发展;可再生能源;欧洲6|3|0更新时间：2025-06-16
综述·观点
- 摘要：为避免温室效应颠覆全球自然环境，可通过增加碳汇量来对消那些由于更难甚至不可能减少而被容忍的碳排量，从而整体趋于碳中和甚至负碳。碳减排和碳增汇这两类措施的技术及经济特性均不相同，为了以最小的机会成本实现碳中和，需要对目标及路径进行双层优化，这涉及规划、运行、科技、市场、资本、政策等领域。碳排市场及碳汇市场都按各自的机制运营，却又在多时间尺度上相互影响。基于分类监管与当量协同的碳市场框架，构建了验证该框架有效性的混合仿真沙盘推演环境，设计了当量决策的控制逻辑与控制参数。该决策机制可根据推演路径与候选路径的偏移信号自动地调节当量，引导资金及人才等社会资源向碳减排或碳增汇领域投入，使碳中和的演化路径能及时跟踪候选路径，为碳中和目标与路径的双层优化提供了可行性。关键词：碳排市场;碳汇市场;信息-物理-社会系统;整体还原思维;碳达峰;碳中和;碳减排;碳增汇;碳市场3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为促进可再生能源消纳并挖掘系统碳减排潜力，文中针对多微网综合能源系统(IES)的分布式智能电网（DSG）展开研究，提出基于电-氢-热端对端（P2P）交易的分布式智能电网低碳优化运行方法。首先，建立电制氢(P2H)、燃气掺氢热电联产机组等多种氢能利用模式，提出考虑氢能多元利用的多微网IES电-氢-热P2P交易框架及定价模型。其次，考虑单一微网的电-氢-热多元耦合约束及不同微网间电-氢-热多能互济，兼顾经济性及环保性，提出基于电-氢-热P2P交易的混氢天然气分布式智能电网低碳优化模型。然后，提出基于次梯度法的分布式优化算法求解该P2P问题，从而保护各微网的隐私。所提方法设计了动态电、氢、热P2P价格，将传统的电力共享模式拓展为DSG电-氢-热多元协同共享模式。最后，算例结果表明，所提模型能有效促进电能、氢能及热能协同共享，并降低多微网IES总运行成本及总碳排放量，从而实现能源的高效利用和分布式智能电网的低碳经济运行。关键词：新型电力系统;氢能;分布式智能电网;微网;综合能源系统;混氢天然气;低碳优化;端对端交易;电-氢-热交易3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为提高含电-热-气综合能源系统的低碳经济性及资源供需灵活性，在碳交易与绿证交易交互运行模式下，建立考虑动态碳-绿证交易供需曲线的多综合能源系统协调优化调度模型。首先，在热电联产机组模型中引入碳捕集耦合电转气的基础上，构建计及动态碳-绿证交易交互机制的系统优化模型，减少碳排放；其次，构建基于非对称纳什谈判理论的多综合能源系统点对点资源交互模型，并将该模型解耦为综合能源系统联盟成本最小化与资源共享交易收益公平分配两个子问题，采用交替方向乘子法交互解耦求解，确保各主体隐私安全；同时，在收益分配阶段，采用非对称议价方法，量化各主体新能源出力与负荷的匹配程度以及在点对点资源共享中的贡献度作为议价因子，促进联盟内收益的公平分配。最后，设置多个案例场景验证了所提模型的有效性与合理性。关键词：综合能源系统;碳交易;绿证交易;交互机制;资源共享;非对称议价;协调优化调度3|0|0更新时间：2025-06-16
碳达峰·碳中和与电力能源转型
- 摘要：在风、光电源为电量供应主体的高比例可再生能源电力系统中，强随机波动电源的出力工况复杂多变，亟须在电力电量平衡中引入概率方法实现全工况覆盖，而源、荷、储等各环节多类型可调资源共同参与电力电量平衡使其时序强耦合，如何在概率电力电量平衡分析中计入时序耦合效应成为关键难题。文中提出一种时序-概率电力电量平衡理论，引入高维可行域来刻画多元可调资源的时序耦合特性，结合调节需求的分布函数，由可调资源可行域覆盖调节需求的概率构建电力电量平衡新判据，实现了对高比例可再生能源电力系统电力电量平衡的有效分析。关键词：电力电量平衡;时序耦合;概率平衡;可调资源;可行域5|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：省间电力现货市场在电力余缺互济等方面发挥了重要作用，然而，源荷功率的随机性给其正常运行带来一系列挑战。省内电力平衡裕度作为源荷随机性传递到省间电力现货市场的指标载体及省间市场交易的基本信息，如何对其精确、快速评估成为应对这些挑战的关键。对此，提出一种考虑源荷随机性及市场机制的省内电力平衡裕度快速评估方法。首先，建立服从任意分布且含相关性的源荷双侧随机性模型；然后，基于预出清机制提出了一种省内电力平衡裕度评估模型，并引入维自适应稀疏混沌多项式展开法以提高其计算效率；最后，通过改进的IEEE RTS-96系统算例验证该方法的有效性。结果表明，相比于传统预出清模型，所提方法可以根据联络线节点组合分配下的省内阻塞风险情况，择优选取交易节点的划分方式，实现最优划分方式下省内电力平衡裕度的准确、快速评估。关键词：电力平衡裕度;随机性;出清;概率建模;维自适应稀疏混沌多项式展开;电力市场3|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：挖掘并聚合需求侧分布式能源(DER)调节能力是实现新型电力系统源荷双侧互动的重要基础。现有研究多采用通用模型去表征不同类型、不同网络层级DER的聚合调节能力，由于未将调节目标纳入聚合过程的考虑范畴，难以达到较高的求解效率和精确度，甚至可能造成调节范围的保守估计或部分不可达成，制约了DER在实际调度中的有效利用。为此，文章提出内嵌调节目标的DER调节能力分层分类聚合方法。首先，针对同类资源，采用基于相似多面体的内逼近法完成聚合。其次，针对不同类资源，通过引入目标形状约束来表征聚合后输出功率的时间耦合特性，构建沿目标曲线向量聚合的优化模型，实现目标方向上聚合精度的最优化。此外，为处理跨节点聚合的场景，采用基于二阶锥松弛的潮流模型以满足网络约束。最后，数值实验结果表明，所提方法相较于传统聚合方法，能够显著提高计算效率，并提升不同类及不同节点资源聚合的准确性，同时保障聚合结果的实际可执行率。关键词：新型电力系统;分布式能源;调节能力;聚合;二阶锥松弛3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着电动汽车(EV)渗透率的提高，其无序充电行为将加大电网调峰难度。同时，分布式新能源占比的提高给新型电力系统电力电量平衡带来挑战。针对规模化私家电动汽车无序充电的问题，以电动汽车聚合商在辅助服务市场提供新能源就地消纳为研究对象，提出了一种支持时变需求响应激励价格的电动汽车强化学习充电策略。首先，考虑电动汽车用户充电行为的不确定性和参与需求响应的意愿，建立了支持时变激励折扣的电动汽车充电优化调度模型。然后，将差异化的时变激励价格和电动汽车充电方案制定为一个马尔可夫决策过程，为聚合商实时调度选取合适的状态空间和动作空间。最后，基于仿真算例对比分析不同应用场景下聚合商收益、用户充电成本、新能源消纳比例，验证了所提强化学习模型的有效性。关键词：电动汽车;需求响应;激励价格;充电;强化学习;聚合商;优化调度4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来，随着电力系统运行规模的日益增大，动态经济调度中模型规模和计算效率之间的矛盾也日益加深，提升计算效率对于动态经济调度至关重要。从时间维度出发，文中提出一种动态经济调度的时间尺度解耦模型。该模型分析了当前时刻与未来第1个待决策时刻的单时段静态优化模型的可行域与多重牵制因素之间的影响机理，进而解析化表达了能保证未来第1个待决策时刻调度取到全局最优解的动态经济调度所需考虑的前瞻时间，将一个完整的动态经济调度问题等效解耦为多个时间尺度截短的动态经济调度问题，在保证解的最优性的同时，提升了计算效率。最后，基于多个算例验证了所提模型的有效性及优越性。关键词：动态经济调度;时间尺度;解耦;可行域;计算效率4|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：由于可再生能源发电固有的不确定性和低惯量特性，随着分布式能源（DER）的快速发展，电力系统正面临显著的系统频率动态恶化。为解决这一问题，使DER能够模拟传统同步发电机运行的虚拟同步发电机（VSG）技术已被开发并得到广泛关注。然而，现有研究主要集中于采用固定参数运行VSG以提供惯量支撑，而很少关注动态调整VSG以利用其快速响应特性来提升电力系统的频率响应性能。因此，文中提出一种基于深度强化学习的频率调节（DRL-FR）方法，该方法可自适应调整一、二次调频及VSG的动态参数。首先，构建频率调节模型，并将新能源电厂建模为可调VSG，将最优频率调节问题建模为马尔可夫决策过程。然后，构建DRL-FR控制器，其动作空间为一、二次调频动态参数，涵盖下垂控制、比例-积分-微分控制、机组参与系数及VSG可调参数。最后，开发了一种结合单调优势重加权模仿学习的近端策略优化算法，可结合历史运行数据及专家经验加速模型训练过程。在改造的IEEE 39节点系统中进行测试，验证了所提DRL-FR方法的有效性。关键词：深度强化学习;虚拟同步发电机;频率调节;模仿学习;近端策略优化6|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：当前，中国受端电网分布式光伏快速发展，接入后对电网的安全稳定构成威胁，亟待开展大规模光伏接入对受端电网电压稳定性的影响研究。为此，针对高渗透率光伏馈入的受端电网，提出了一种暂态电压稳定量化评估方法。首先，调研实际电网在运光伏特性，对大电网各元件进行同类聚合，建立高渗透率光伏馈入受端电网的低维电压稳定分析模型。其次，考虑基于有功功率分流的支路解耦，推导受端电网暂态电压稳定负荷极限表达式，从而实现暂态电压稳定的快速量化评估。最后，分别针对小系统和实际电网进行验证，所提评估方法在两种场景和各种光伏恢复策略下均能满足工程精度要求，且相对时域仿真具有较高计算效率，并在此基础上提出光伏接入位置及性能要求的相关建议。关键词：高渗透率;光伏;受端电网;支路解耦;暂态电压稳定;量化评估5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：快速、准确的次同步振荡源定位对电力系统安全稳定运行意义重大，现有次同步振荡源定位方法难以适用于多模态时变的次同步振荡场景，且计算效率有待提升。为此，提出一种基于多元同步压缩广义S变换(MSSGST)的电力系统次同步振荡源定位方法。首先，在自适应变化的量测滑动时间窗内计算能量比系数，实时检测系统次同步振荡现象，针对检测到的次同步振荡现象，以节点为单元构建联合量测信息矩阵，进而采用MSSGST对联合量测信息矩阵同步分解得到联合时频矩阵。然后，利用脊线提取技术筛选并重组可表征系统次同步振荡模式的MSSGST系数矩阵。在此基础上，推导基于MSSGST的时-频域暂态能量流计算模型，根据系统次同步振荡期间时-频域能量特性构建振荡源定位指标进行振荡溯源。最后，通过仿真数据和实际电网次同步振荡实测数据验证了所提方法的准确性和有效性。关键词：次同步振荡;振荡源定位;多元同步压缩广义S变换;暂态能量流5|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：对于隔热性能差、表面积大的低层工业建筑，其屋顶光伏组件的遮阳保温效应会对建筑日负荷的大小、波动规律产生巨大影响。然而，净负荷预测的研究大多着眼于负荷与光伏的单一特征，鲜少考虑光伏对负荷的热效应。针对以上不足，文中以上海某地工业建筑作为研究对象，通过热平衡法构建光伏-屋顶集成传热模型，对光伏屋顶全年热效应进行计算，并通过相关性分析验证了逐时传热量、光伏电池温度分别与负荷、光伏出力具有较强的相关性。随后，为更准确地提取负荷的行为特征，文中基于传热量的波形特征对各个季节的日负荷进行聚类分析。最后，以传热特征作为输入要素，双向长短期记忆网络作为预测算法，提出一种考虑屋顶光伏热效应的短期净负荷预测方法，对该建筑各个季节的净负荷数据进行预测建模计算和误差分析，并使用长短期记忆网络-注意力机制、长短期记忆网络与极限学习机进行横向对比。结果表明，所提方法能够显著提升净负荷的预测精度。关键词：建筑能耗;屋顶光伏;热效应;传热模型;负荷预测6|1|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：状态估计可为含分布式光伏配电网的安全稳定运行提供数据支撑。然而，分布式光伏大规模接入加剧了配电网状态量的不确定性，传统的配电网静态状态估计难以快速跟踪状态量的动态变化。文中提出了基于改进容积卡尔曼滤波的含光伏配电网动态状态估计方法。该方法建立了含分布式光伏配电网的动态状态估计模型，将光伏侧电气量作为待估计状态量；提出了基于奇异值分解的自适应容积卡尔曼滤波算法，利用奇异值分解替换Cholesky分解，并实现了自适应滤波以实时修正过程噪声参数，解决了传统容积卡尔曼滤波协方差阵非正定导致的滤波中断或滤波发散问题。仿真结果表明，所提方法在光伏接入系统平稳运行或状态量突变的情况下，均能保证较高的状态估计精度，尤其在光伏出力波动时具有明显优势。关键词：配电网;光伏;动态状态估计;容积卡尔曼滤波;奇异值分解8|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：直驱风机低电压穿越后因控制延时导致的暂态过电压可能导致机组连锁脱网，已成为限制新能源消纳的关键因素，但现有研究缺乏从源头上抑制该过电压的改进故障穿越策略。为此，首先定量分析了故障清除后过电压的产生机理，解析推导了机端电压与电网参数和机组输出有功电流、无功电流间的表达式。然后，基于所得解析关系分析控制延时的构成，提出了基于自适应无功电流补偿的过电压抑制策略。通过快速识别低电压穿越过程的结束，该策略根据电网参数和实测有功电流自适应切换调整机组无功电流参考值，消除部分延时环节带来的影响。算例结果表明，所提控制策略能够有效抑制过电压，并缓解故障清除后的系统失稳风险，提升新能源系统安全稳定性。关键词：直驱风机;故障穿越;过电压抑制;控制延时;无功电流补偿7|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对双馈风电机组参与电力系统调频时疲劳载荷会显著增加的问题，提出了考虑疲劳载荷的双馈风电机组自适应线性二次型高斯(LQG)一次调频控制策略。采用小信号法构建了在额定风速以下和额定风速以上两种线性化双馈风电机组调频模型，通过等效同步发电机组的惯量响应以及静态调差特性确定双馈风电机组的期望输出功率，构造了以双馈风电机组期望输出功率与实际输出功率之差和载荷最小为目标的性能指标函数，并通过快速迭代Riccati方程实时求解该性能指标函数，获得双馈风电机组最优调频功率，在实现一次调频控制的同时减少双馈风电机组载荷。此外，提出了根据剩余转子动能及频率偏差自适应调整性能指标函数权重的方法，进一步优化了双馈风电机组的调频能力。仿真结果表明，所提策略在有效提升双馈风电机组调频能力的同时减少了机组疲劳载荷。关键词：双馈风电机组;一次调频;疲劳载荷;线性二次型高斯（LQG）;自适应5|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：隔离型直流变压器(DCT)是多电压等级直流系统的关键设备，具有多功率变换级和多模块化的拓扑结构。然而，DCT发生内、外部故障时，其端口故障特性受DCT非线性控制和拓扑的双重约束，传统差动保护方法难以适用。文中针对面对面模块化多电平换流器型DCT(FTF-MMC-DCT)进行研究，提出两种分别基于端口直流量微分和漏电流的双极FTF-MMC-DCT保护策略。首先，根据不同故障类型下的电流流通路径，结合模块化多电平换流器等效电路，建立了含DCT的多级直流电网故障分析模型。在此基础上，归纳DCT内外部故障特性差异，提取了DCT直流电压电流微分、端口漏电流两种典型故障特征量。然后，设计了分别基于直流电压电流微分和漏电流的两种DCT保护方案，并从保护快速性、灵敏性、可靠性等方面对两种方法进行对比。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了含双极FTF-MMC-DCT的多级直流电网仿真模型。仿真结果表明，所设计的保护方案均能在2 ms内快速识别故障，并具有较强的耐受过渡电阻能力。关键词：直流电网;直流变压器;模块化多电平换流器;快速保护;故障分析;漏电流5|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着直流系统中电力电子化程度的加深，电力电子装置的端口阻抗特性对系统稳定性产生了一定影响。为了获取中压直流系统的阻抗特性用以评估系统稳定性，文中对宽频阻抗测量装置展开了研究。首先，以伪随机二进制序列（PRBS）作为输出扰动测量信号，提出了一种混合子模块级联多电平拓扑的阻抗测量装置；然后，在此基础上提出了基于子模块分类的集中式调制方法，通过子模块4种工作模式的划分和配合来实现PRBS信号的高质量输出，实现子模块电容电压均衡，有利于降低开关损耗，并设计了相关主电路参数的计算原则。最后，硬件在环仿真结果验证了所提控制方法的有效性，表明所提阻抗测量装置具备良好的输出效果，能够在满足阻抗测量需求的前提下提高测量效率。关键词：中压直流系统;阻抗测量;伪随机二进制序列（PRBS）;级联多电平拓扑;集中式调制;混合子模块;电容均压5|1|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
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