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最新刊期
2026年第50卷第4期
- 摘要：阻抗分析法已被广泛用于解决新型电力系统宽频振荡问题。但对于常用的频率耦合阻抗模型，其适用性在学术界尚未完全形成共识。为此，文中首先澄清了频率耦合阻抗模型的理论基础是谐波状态空间理论。然后，介绍了3种频率耦合阻抗模型的建模方法，梳理了不同建模方法间的关联，明确了谐波线性化的本质为“频域（谐波域）线性化”，强调了谐波线性化方法的优势。最后，分析了制约频率耦合阻抗模型合理应用的关键因素，包括求解细节、检验方法和适用范围，以期为后续研究提供参考。关键词：新型电力系统;阻抗分析法;频率耦合;阻抗模型;宽频振荡;谐波线性化26|24|0更新时间：2026-02-28
综述·观点
- 摘要：海上风电柔直并网系统存在同时出现中频振荡(MFO)和次同步振荡(SSO)的可能。目前已有的相关振荡研究工作，大多仅聚焦于单一频率振荡的形成机理，难以揭示MFO和SSO同时出现时，不同频率振荡模态间的相互作用路径。因此，文中针对海上风电柔直并网系统，开展MFO和SSO相互作用分析和抑制机制研究。首先，利用模态分析法，研究海上风电柔直并网系统中同时出现MFO和SSO的可能性；然后，基于网侧变流器及其控制器动态，分析MFO和SSO之间的相互作用路径，揭示二者共同作用下产生次级振荡分量的机理；最后，研究振荡抑制方法，实现MFO、SSO及次级振荡的有效抑制。关键词：海上风电;风电并网系统;柔性直流;模态分析法;次同步振荡;中频振荡;次级振荡24|6|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：低频交流输电是一种具有竞争力的中远海风电送出方案。岸上变频器是低频交流输电的核心装备，目前多采用模块化多电平矩阵变换器（M3C），但M3C存在结构复杂、成本高等问题。使用基于二极管整流器（DRU）以及模块化多电平换流器（MMC）的背靠背变频器取代M3C能够有效降低成本，但DRU由于不控特性，无法独立建立低频交流系统。为此，提出一种风电场与DRU-MMC背靠背变频器的协同运行方案，风电机组采用虚拟同步构网型控制构建低频交流系统，再通过变频站MMC的直流电压自跟踪控制平衡系统功率，能够协同维持低频交流电压、频率稳定及系统实时功率平衡。此外，在所提控制方案下，海上风电场还具备自发的惯量响应能力，以及对陆上电网低电压故障和海上交流系统故障稳定穿越的能力。最后，在MATLAB/Simulink中搭建了含有4个风电场的系统模型，验证了所提控制方案的可行性和有效性。关键词：海上风电;低频交流输电;模块化多电平换流器;二极管整流单元;虚拟同步控制;构网型控制;惯量;故障穿越10|7|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：海上风电场场内风速差异较大，信号量测和传输困难且成本高，给风电场频率控制带来了挑战。为此，文中提出了一种基于轨迹优化及牵制一致性算法的海上风电场频率控制方法。首先，讨论了牵制一致性算法的原理，提出了由虚拟领导节点生成牵制信号并通过优化牵制信号实现风电场功率最优控制的方案。根据风电机组可调转子动能及扰动后频率变化规律，设计了牵制信号函数的一般形式。接着，构建了计及牵制一致性控制的风电场单机等值模型，指出由于场内风电机组动态行为具有一致性，风电场单机等值模型具有较好精度，可满足系统频率计算精度要求。最后，以控制代价为目标，考虑频率安全约束，对风电、储能及需求响应等控制措施进行协同优化，确定协同优化频率控制方案及风电场最优牵制信号。为验证所提方法有效性，将其应用于修改后的IEEE 3机9节点系统的频率控制决策，仿真结果表明，通过调节牵制信号可实现风电功率的优化，在确保频率安全的前提下降低控制代价。该方法信号量测及通信需求较小，并具有较快的计算速度。关键词：海上风电场;频率控制;轨迹;转子动能;牵制一致性算法;单机等值模型8|4|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：大规模海上风电场经二极管整流单元（DRU）的高压直流（HVDC）系统送出方案在经济技术方面具有显著优势。然而，深远海风电场因长距离通信设备成本以及通信延时的影响，难以及时获取受端电网频率变化信息并提供惯量支撑。因此，提出一种基于DRU换流站运行特性的快速低延时频率映射-还原方法，协调控制直流电容储能-风机转子动能参与惯量响应。首先，文中介绍了海上风电场经DRU-HVDC送出系统拓扑结构和稳态运行特性。然后，受端换流站采用虚拟惯量控制方式，将电网频率变化映射为直流电压变化，同时阐明DRU换流站运行时海上交流侧与直流侧电气量间耦合特性，风机仅需本地检测电压幅值和功率来还原电网频率信息，并依据还原后的频率信息依次协调控制释放直流电容能量-风机转子动能。最后，在PSCAD/EMTDC环境中搭建了海上风电场经DRU-HVDC送出系统的仿真模型，仿真结果验证了所提出的频率映射-还原方法和惯量响应协调控制方法的可行性，降低通信延时对系统惯量响应速度的影响，提升受端电网惯性水平。关键词：二极管整流单元;高压直流系统;海上风电场;频率映射-还原;储能;转子动能;惯量响应3|3|0更新时间：2026-02-28
海上风电系统关键技术
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基于合约路径的电力用户分时碳排放溯源 AI导读
摘要：在“双碳”目标下，精准核算电力用户用电的间接碳排放至关重要。针对电力用户侧碳排放核算存在的溯源精度不足与环境权益分配模糊等问题，提出了一种基于合约路径的碳排放溯源方法。首先，通过构建电力交易合约的虚拟传输路径，建立了电力用户用电行为与发电侧碳属性的直接关联机制；然后，构建了多电源合约电量协同分解模型，以实现新能源出力与电力用户负荷的时序匹配，并建立了基于交易类型的碳责任归属机制，形成了完整的电力用户侧碳排放核算方法体系。在此基础上，对比分析了所提方法与常规核算方法在精确性和公平性方面的差异。最后，采用实际交易数据进行算例分析，结果表明，所提方法能够有效识别电力用户的供电电源结构特征，准确量化绿电的减排贡献。关键词：合约路径;电力用户;碳排放;核算;溯源;绿电2|3|0更新时间：2026-02-28 - 摘要：在光伏和电动汽车等清洁资源广泛纳入虚拟电厂（VPP）低碳调度的趋势下，如何在源荷不确定性条件下生成适配低碳调度的高质量场景，成为提升VPP经济性与低碳性的关键问题。然而，现有场景生成方法普遍缺乏对源荷联合扰动及碳配额敏感结构的有效建模，导致生成样本与调度目标适配性不足。为此，提出一种基于碳感知调制扩散模型的VPP低碳调度场景生成方法。首先，构建VPP低碳调度模型，挖掘碳配额在源荷扰动下的敏感性传播路径；其次，从历史数据中提取碳配额敏感性特征，将其嵌入去噪扩散概率模型的扰动注入、网络结构与损失函数中，实现对关键扰动路径的结构化建模与调制，并引入条件变量构造调度日源荷联合场景；最后，通过实际数据开展仿真实验，验证了所提方法在场景生成质量和低碳调度适应性方面的显著优势。所提方法可作为VPP低碳调度的输入场景生成工具，且提升了场景在不确定性建模和决策支持中的实用性与适应性。关键词：虚拟电厂;低碳调度;碳配额;场景生成;扩散模型;不确定性;敏感性3|3|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：合理刻画风电场出力不确定性的封闭集合是实现电网鲁棒控制的基础。基于风电场对稳定性影响的量化规律，文中提出一种改进的数据处理方法，显著降低了稳定控制的风险。针对多风电场多时段不确定性建模，综合考虑出力误差的时空相关性和爬坡误差对备用配置的影响，使用广域椭球和超平面约束构建凸性不确定性集合；此外，提出了高维体积最小化的参数求解方法，通过协调相关约束边界，确保模型满足多个预设置信概率；最后，基于实际风电场数据对所提方法进行了验证，结果表明该方法将不确定性集合体积降低了12%，有效提升了模型精度和适用性。关键词：风电场;功率预测;鲁棒控制;不确定性;稳定性;时空相关性4|4|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：电动汽车充电负荷激增使配电网重构频率显著提升，而动态拓扑调整重塑了节点间能量供给关系，造成基于静态拓扑假设的预测模型因供电路径失配产生系统性误差。为此，文中提出了一种基于动态图神经网络的多时间序列预测方法，将动态图神经网络引入配电网重构场景，建立拓扑时变与充电负荷预测的显式映射关系。针对配电网动态重构过程，使用相关性图对节点间的动态耦合过程进行建模，并通过注意力机制增强图预测模块的全局特征捕获能力；使用推理模块，量化不同历史时期相关性图对当前时刻各节点的影响；使用门控循环网络模块提取高维隐特征中的时序特征并输出预测结果。最后，基于实际数据集的实验结果表明，所提方法在配电网灵活重构场景中有效提升了负荷预测精度，同时具备较好的鲁棒性。关键词：配电网;电动汽车;负荷预测;动态重构;图神经网络;注意力机制;门控循环网络5|3|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：目前，可再生能源高比例并网与负荷波动日益加剧，配电网运行中的不确定性挑战日趋严峻。如何在复杂高维场景下，实现精准且高效的风险评估成为亟待解决的关键问题。为此，文中提出了一种基于双稀疏化的多项式混沌展开(PCE)方法，用于快速评估配电网在新能源出力波动等不确定因素影响下的运行风险。首先，在基函数层面，通过双曲截断与最小绝对收缩选择算子回归实现基函数的稀疏化，显著缓解了传统PCE方法基函数数量随多项式阶数呈指数级增长的问题。然后，在配置点层面，利用Clenshaw-Curtis积分规则与Smolyak稀疏网格实现配置点的稀疏化，在保持模型精度的同时，有效降低了计算复杂度。最后，基于IEEE 33节点、IEEE 118节点以及322节点配电系统的仿真分析表明，相较于传统PCE方法，所提方法在保持结果准确度的前提下显著提升了计算效率。关键词：配电网;风险评估;多项式混沌展开;基函数;稀疏化;配置点3|2|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：现有配电网安全域算法在处理风光出力不确定性时，常因场景生成依赖单一分布假设而忽略了时空相关性，导致算法搜索效率低、冗余搜索路径多。为此，文中提出一种计及风光出力不确定性的配电网安全域自适应搜索算法。首先，基于核密度估计和混合Copula函数构建风光出力联合分布模型，通过蒙特卡洛采样与K-means聚合构建风光出力时空耦合场景。其次，提出自适应混合搜索策略，结合一次迭代与二次修正的自适应区间分割与灵敏度矩阵引导机制，通过关键约束进行搜索方向动态调整，显著减少冗余搜索路径，降低算法计算时长，实现鲁棒边界逼近。最后，通过并行计算加速机制优化算法性能，并在IEEE 33节点配电系统中验证所提算法的有效性。关键词：配电网;安全域;不确定性;风光出力;搜索路径;时空相关性3|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：暴雨灾害强度和时空分布具有极强的不确定性和不均衡性，给城市配电网安全可靠运行带来了严峻挑战。首先，构建了暴雨时空分异下城市配电网与排涝水网协同互济的应急联动指挥调度架构，提出了配电网抢修重构与排涝水网库-闸-泵集群协同的应急联动防控机制；其次，揭示了考虑城市内涝事故与电力设备故障跨网络交互传播的灾变正反馈叠加扩大机理，量化了触发城市受灾大停电事故的暴雨强度和排涝失效临界条件；然后，构建了异质非线性偏微分约束下城市配电网、河湖水网和排水管网风险应急联动决策模型，并提出了基于隐式差分离散和分段线性化的城市配电网与排涝水网应急联动决策求解方法。最后，以典型暴雨场景下中国湖南省宁乡受灾配电网为算例进行仿真分析，结果表明所提应急联动方法可有效降低暴雨灾害下配电网负荷损失和受涝水深。关键词：配电网;排涝水网;风险;应急联动;偏微分约束;暴雨灾害;时空分布3|2|0更新时间：2026-02-28
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基于结构化神经网络的微电网二次调频控制 AI导读
摘要：随着微电网系统复杂性与不确定性的日益增加，设计兼具稳定性和输出跟踪能力的二次调频控制方法对系统安全可靠运行至关重要。为此，提出一种基于结构化神经网络的微电网二次调频控制方法。首先，基于物理系统中广泛存在的平衡点独立无源性，将微电网的二次调频控制问题建模为严格单调的比例-积分（PI）控制结构，并将PI参数化为严格凸神经网络（SCNN）的梯度。其次，采用带有可调系数的Softplus-β激活函数构建SCNN，在保证其通用逼近能力的同时，有效适应微电网多变的通信约束。此外，将由SCNN构造的严格凸函数的梯度作为Lyapunov函数，进一步给出了系统端到端的稳定性证明。仿真结果表明，相较于其他可能导致系统不稳定的非结构化神经网络控制方法，所提方法不仅可以保证系统稳定性，而且在暂态和稳态性能上均优于传统控制方法。关键词：微电网;二次调频;不确定性;稳定性;神经网络;比例-积分控制;平衡点;独立无源性3|3|0更新时间：2026-02-28 - 摘要：随着新能源发电占比的逐渐提高，新能源并网密集地区的电网强度持续减弱，传统基于锁相环的跟网型风电机组在电网强度较弱时难以保证自身稳定运行。在构网型风电机组应用愈加广泛的背景下，亟须挖掘其主动支撑系统频率的潜力。首先，文中建立了构网型风电机组的详细电磁暂态模型，在虚拟同步机控制的基础上，引入了减载备用控制以留取相对稳定的有功功率调节裕度。然后，通过分析传统自适应调频控制的局限性及包含构网型机组系统的典型频率响应曲线，提出了基于频率响应过程分段的综合自适应控制策略。最后，基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了构网型直驱风电机组的并网模型，将提出的自适应控制策略与传统自适应控制策略进行了对比分析。结果表明，所提控制策略显著提升了构网型风电机组的频率支撑能力。关键词：构网;风电机组;电网强度;虚拟同步机;调频;频率响应;电磁暂态模型;自适应控制;减载6|1|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：主动频率响应控制策略是提升风电机组一次调频能力的重要技术手段。然而，现有研究多聚焦于风电机组自身响应机制的设计，而忽略了多能源协同出力对频率响应特性的影响。为此，文中提出一种考虑风-火功率协调的主动频率响应策略。首先，考虑风电调频作用和调速器动态建立改进系统频率响应模型，并基于该模型推导功率扰动下系统频率响应的时域解析解。其次，遵循风-火功率配合和频率响应分量峰谷互补的设计原则，构建风电机组频率支撑阶段的功率轨迹模型。此外，综合考虑风速和风电渗透率的影响，引入Logistic函数对频率支撑退出阶段的功率轨迹进行自适应设计。最后，仿真验证了所提策略改善频率动态特性的可行性与有效性。关键词：风电机组;一次调频;频率响应;风-火功率协调;峰谷互补3|2|0更新时间：2026-02-28
学术研究
- 摘要：电网短路故障导致电压源型变流器(VSC)进入低电压穿越状态，穿越期间的锁相环稳定性与恢复后的暂态过电压是这个过程中关键的2个安全稳定问题。锁相环参数和低电压穿越期间电流参考值是其中的关键影响参数。文中提出一种综合考虑低电压穿越期间锁相稳定与恢复后暂态过电压的参数安全域计算方法。首先，针对初始点和平衡点之间的偏离量影响传统小扰动稳定判据有效性的问题，提出了考虑初始点偏离量的锁相稳定解析分析方法与参数安全域。其次，定义暂态过电压约束条件，并基于全过程机端电压解析表达式，计算暂态过电压约束下的参数安全域。最后，取交集得到综合考虑锁相稳定与暂态过电压的参数安全域。MATLAB/Simulink仿真结果验证了所得参数安全域的有效性。关键词：电压源型变流器;低电压穿越;锁相环;稳定性;暂态过电压;参数安全域4|3|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：受到大扰动后，构网型变流器将由电压源模式切换至电流限幅模式，存在扰动清除后无法退出电流限幅模式和恢复期间出现工频过电压的风险。目前，针对构网型变流器暂态同步和工频过电压耦合稳定机理的研究尚不充分。为此，首先将功率特性曲线与相量法结合，分析大扰动后构网型变流器运行点的相角演变与电压越界，提出基于构网型变流器输出相角的模式切换规则；在此基础上，进一步研究构网型变流器的暂态恢复过程，解析推导了恢复期间的工频过电压判据。然后，基于模式切换规则和工频过电压判据，提出了兼顾同步稳定和过电压限制的故障清除最佳相位区间概念。最后，提出考虑暂态同步与工频过电压耦合稳定的改进策略，并基于PSCAD/EMTDC仿真验证其有效性。关键词：构网型控制;大干扰;暂态稳定分析;耦合;控制器设计;模式切换;工频过电压3|2|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：高比例新能源接入导致电力系统频率特性发生改变，暂态失步判别成为系统安全保障的关键，需精准计算暂态稳定裕度并采取高频切机措施，以应对机组失步诱发的系统解列风险。然而，现有研究多以系统整体考虑切机，缺乏区域划分以实现精细化切机。为此，文中提出基于多维度指标的动态集群划分策略：通过层次分析法融合电气-动态特征构建机组集群，结合柔性划分方法构建隶属度函数，完成边界节点的重新划分，并基于扩展等面积准则搭建暂态稳定域快速评估模型，对划分区域的暂态稳定裕度展开分析。在中国西北某电力系统外送场景中进行仿真分析，结果表明，所提出的集群划分方法合理有效，验证了该方法在复杂外送场景下的工程适用性。关键词：电力系统;暂态稳定裕度;高频切机;区域划分;层次分析法;模糊隶属度函数;扩展等面积准则3|2|0更新时间：2026-02-28
- 摘要：随着能源互联网与多能源系统(MES)的发展，需求侧响应行为呈现出信息-物理-社会多维耦合的复杂特性。为提高多能源服务商(MESP)对需求侧资源的调度能力、降低用户响应偏差带来的响应风险，在实施综合需求响应(IDR)时，需要充分考虑用户的响应特性，并制定有效的风险管理策略。首先，在物理-信息层面考虑用户多能耦合的替代特性与多时段动态的疲劳特性，在社会层面引入理性因子与认知权重函数，表征用户在社会环境中的认知非完全理性；其次，构建风险关联矩阵以实现IDR强相关性风险的量化表征，并采用正交对角化方法对强相关性风险进行解耦；进一步，利用香农熵原理构建风险分散度指标，提出了信息-物理-社会融合的IDR风险分散管理策略。最后，通过仿真表明，所提策略既降低了MESP的风险损失，又提升了用户参与IDR的效益，实现了多方共赢。关键词：综合需求响应;信息-物理-社会融合;用户响应特性;风险管理2|1|0更新时间：2026-02-28
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