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2026年第50卷第7期
- 摘要：海上综合能源岛作为海上能源供给转换枢纽，不仅能平抑可再生能源出力波动，还可实现能源的跨时空存储与清洁利用。文中介绍了海上综合能源岛的基本概念和多能互补、空间集约、智能管理等核心特征，梳理了国内外政策支持与研究进展。针对海洋环境复杂性与多能源系统耦合难题，提出了能源总体规划、电气柔性互联控制、电-氢-氨双向高效柔性转换、能量管控及平台安全设计等未来需重点突破的关键技术，并探讨了电-氢-氨协同的示范工程设想和工程实施风险。该研究可为深远海可再生能源高效利用提供创新思路，对“双碳”目标的实现具有重要意义。关键词：双碳;能源岛;多能源系统;可再生能源;电-氢-氨;能量管控;示范工程2|19|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：随着风光等可再生能源大规模接入，电解水制氢成为促进新能源消纳的重要路径。然而，波动功率条件下运行的碱性电制氢和质子交换膜电制氢系统面临催化剂活性衰减、隔膜破损、热管理失效及气体交叉等可靠性挑战。文中综述了相关研究进展：首先，总结功率波动对电制氢系统各组成部分的典型故障机理；其次，归纳基于规则、基于模型、数据驱动及融合法等4类故障诊断方法，比较相关方法在不同方面的差异；然后，探讨面向大规模可再生能源制氢的关键支撑技术，包括机理建模、状态辨识算法与智能硬件优化；最后，对电制氢系统未来可靠性提升与故障诊断技术的研究方向进行了展望。关键词：电制氢;可再生能源;功率波动;故障机理;故障诊断;可靠性1|0|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：为促进能源生产和利用的绿色发展，降低社会碳排放量，提高清洁能源消纳，迫切需要推动众多既有园区综合能源系统(PIES)进行低碳化转型。文中提出了一种考虑氢能利用和碳交易的电-氢-气-热PIES低碳化改造系统集成方法。首先，构建总体的系统集成框架，阐述包含改造前评估和低碳化改造两个阶段的系统集成过程。其次，构建制氢、季节性储氢等氢能设备模型，并引入阶梯碳交易机制。考虑可再生能源和多能负荷的波动性和时序特征，采用基于Fisher最优分割的有序聚类和场景生成方法进行建模。在此基础上，构建系统评估模型来分析制约既有PIES节能减排的薄弱环节。然后，构建低碳化改造随机优化模型，以综合年化成本最低为目标，设置新增、更换、退役等5种改造操作约束和系统运行约束，求解得到最优改造方案。最后，通过算例验证了所提方法的有效性。结果表明，改造后的既有PIES碳排放量减少了63.79%，运行成本减少了17.23%。关键词：综合能源系统;系统集成;低碳化改造;氢能;阶梯碳交易;Fisher最优分割7|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：针对离网型可再生能源制氢合成氨一体化系统储运设备容量配置成本高、能源输送网络布局复杂等问题，提出一种拓扑-容量协同规划方法。通过建立涵盖电力网络、储能、制氢、输氢、储氢及合成氨全链条的混合整数二阶锥规划模型，以系统年均综合成本最小为目标，协同优化设备容量配置、输电/输氢网络拓扑及系统运行策略，并构造基于分支定界的Benders分解算法求解。同时，引入信息间隙决策理论（IGDT），刻画不同拓扑在极端情形下的经济性边界。基于中国北方某实际工程展开算例分析。结果表明，电氢混合输送拓扑可显著降低系统综合成本，较电汇集及氢汇集构型经济性明显提升，并具有良好的鲁棒性与机遇性。关键词：制氢;可再生能源;绿氨;输氢管道;拓扑优化;容量优化;协同规划2|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：氢能微电网通过氢储能实现可再生能源的有效消纳，并可平抑可再生能源波动对电网造成的冲击，是支撑高比例可再生能源并网的关键技术路径。为提升可再生能源利用效率并实现系统的经济运行，需对氢能微电网进行容量优化配置，依据可再生能源出力特性合理规划电解槽、储氢装置、电储能及燃料电池的功率容量。为此，构建以经济性为目标的容量配置优化模型，并采用Benders分解将其划分为两个阶段：第1阶段进行容量配置，第2阶段在给定设备容量的基础上进行优化调度。为保障电解槽运行安全，在第2阶段调度优化中引入电解槽动态安全约束，替代传统的恒定负载下限约束。仿真结果表明，该方法通过在规划阶段前置动态安全约束，能够生成更有利于微电网安全运行的容量配置方案，为系统安全提供了必要的硬件基础和能力保障。此外，灵敏度分析结果表明，电解槽的非线性产氢特性对氢能微电网的整体收益有着显著的影响。关键词：微电网;可再生能源;电解槽;绿氢;容量配置;动态安全约束3|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：规模化电解水制氢是电氢耦合发展的重要方向，电解槽阵列组合运行效能与制氢流程安全性是电制氢系统运行控制中的关键问题。为此，在电制氢系统运行压力-效率特性建模的基础上，以制氢工艺流程设备间压力耦合为纽带，构建考虑压力耦合的电制氢系统模型并分析压力调节手段。进而，计及运行过程中电解槽阵列启停对压力特性的影响，以系统运行成本最小为目标，提出考虑电解槽阵列启停的模型预测控制方法，实现多电解槽协同下的设备间压力协调与运行时间均衡。算例分析表明，实现耦合系统的运行压力协调能够在保障电解槽运行压力平衡的前提下提升全系统效率、增加制氢量；同时，系统运行经济性与现有策略相比也具有明显提升。关键词：可再生能源;电制氢;压力;电解槽;模型预测控制;协同控制1|2|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：围绕风氢储系统中功率分配时未能充分考虑电解槽冷、热启动延时与储能系统协同运行的问题，提出考虑混合电解槽启停特性的系统精细化功率分配策略。首先，考虑碱性电解槽(AEL)和质子交换膜电解槽（PEMEL）运行特性，构建了混合电解槽数学模型，并进行分组轮换控制以实现混合电解槽阵列组内-组间功率合理分配；其次，引入构网型储能系统，在实现与电解槽启停和轮换阶段的动态耦合性的同时，保障了系统动态响应能力与制氢效率；然后，为确保系统功率精细化分配，提出基于模糊分段的功率分配算法模型，以改善系统的协调控制能力；最后，仿真结果表明，所提功率分配策略与采用简单时间均分策略下的单一PEMEL阵列和无轮换控制策略下的单一AEL阵列相比，可使混合电解槽各组的运行时间、启停次数更为均衡化，提升了制氢量，改善了系统的能量利用率。关键词：制氢;功率分配;混合电解槽;启停特性;构网型储能1|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：在“双碳”目标的推动下，氢能作为零碳可再生能源，在能源转型中的地位愈发重要。利用可再生能源如风光直接耦合驱动碱液电解槽制氢，一方面可提高可再生能源的利用率；另一方面，产生的氢气可替代传统化石燃料，有效减少环境污染。然而，在可再生能源驱动的碱液电解制氢系统中，时变的可再生能源会影响碱液电解槽的温度，进而改变其结构参数及额定功率。在此情况下，若仍采用恒定的下垂系数，易导致功率分配不均。此外，碱液电解槽参数的变化会使传统比例-积分（PI）控制器的控制性能恶化。针对该问题，提出一种基于虚拟热敏电阻和自适应模糊PI控制器的自适应下垂控制策略。相较于传统下垂控制的恒定下垂系数，自适应下垂控制的下垂系数根据实时测量的电解槽温度进行调整，而自适应模糊PI控制器的核心是根据电解槽温度修正模糊论域。电解制氢实验表明，该控制策略不仅能实现电解槽间合理的功率分配，还能提升电解槽的动态性能。关键词：制氢;功率分配;稳定性;可再生能源;自适应模糊比例-积分控制器;自适应下垂控制;虚拟热敏电阻1|2|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：光伏离网制氢通过电解水设备功率调节实现清洁能源就地转化，其独立电网特性兼具经济性与环保优势。为提高无储能型直流耦合光伏离网制氢系统的运行稳定性和经济性，提出系统容量优化方法及控制策略。首先，基于光伏和电解槽运行特性建立优化模型，以平准化制氢成本和弃光率为优化目标进行光伏容量优化配置。其次，针对制氢设备运行安全限制，提出了集成最大功率点追踪功能与功率安全约束的光伏控制策略，并通过多指标优化设计控制参数。最后，案例分析表明，与未优化的制氢系统相比，优化后的制氢系统平准化制氢成本降低了6.96%，年产氢量增加了23.2%。硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性，保证了制氢系统的安全稳定高效运行。关键词：光伏;制氢;电解槽;离网;容量配置;最大功率点追踪;功率安全约束;控制参数设计0|2|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：乡村地区能源绿色转型是实现“双碳”战略目标和美丽乡村建设的重要路径。针对乡村多样化用能需求及季节性多能源荷时空不匹配问题，通过分析电-氢-氨-热，提出了一种考虑异质能流长短期时间尺度互补特性的电-氢-氨-热多能耦合乡村分布式能源系统（RDES）时序生产模拟方法，以提升多能源供给可靠性与综合利用效率。通过分析RDES从可再生能源发电输入到多能源负载输出的能量转化路径，构建了RDES的枢纽模型来量化稳态运行模式下电-氢-氨-热等多种能流的生产、存储、转换与利用过程。为进一步提高求解效率，设计了一种兼顾时序特性和求解速度的共轭分布式并行求解算法，对全年8 760 h的高维时序生产模拟问题进行逐层分解和递进迭代优化。以中国南方某省示范区乡村能源系统为研究对象，验证了所提方法在提升RDES运行经济性和综合能源利用效率方面的优越性。关键词：乡村分布式能源系统;电;氢;氨;热;时序生产模拟;多能耦合;可再生能源0|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：氢能具有能量密度高、清洁性高的特点，将其引入综合能源系统对于促进能源结构转型具有重要意义。为充分发挥氢能在降低碳排放和促进系统经济运行方面的优势，提出了基于极限场景法的燃气掺氢综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。首先，分析电转气（P2G）与气转电（G2P）两个过程的能源转化形式与设备的耦合特性，建立了电解槽变效率动态运行模型以及细致考虑能量转换过程的掺氢燃气轮机精细化混合燃烧出力模型。其次，结合极限场景法构建数据驱动的风光出力不确定集，提出日前-日内两阶段综合能源系统低碳经济调度模型。其中，日前阶段的计划方案最小化机组成本、备用容量成本、购能成本以及弃风弃光成本；日内阶段则以系统的各设备运行成本、碳交易成本以及调整成本最低为目标对日前计划进行实时修正，并采用滚动优化的方式求解。最后，通过仿真算例证明了所提模型在促进系统低碳经济运行与改进模型求解速率上具有积极作用。关键词：综合能源系统;氢能;燃气掺氢;低碳经济调度;能源转化;极限场景法;精细化建模;数据驱动3|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：分布式电-氢耦合系统（DPHCS）通过跨时段能量灵活转换与功率动态调节，能够显著提升配电网的新能源承载力与灵活调控能力。目前，鲜有研究针对DPHCS协同配电网开展中长期尺度运行优化的深入探索。对此，提出一种基于安全强化学习的DPHCS协同配电网中长期运行优化方法。首先，构建考虑DPHCS灵活调节特性的配电网中长期优化模型，并将优化任务描述为马尔可夫决策过程，以实现能量的跨时段高效转移，并优化系统的中长期运行成本。然后，针对分布式资源随机性导致配电网运行约束易被违反的问题，提出一种基于DistFlow方程的近端策略优化算法，通过设计专家知识安全层将非可行动作映射到安全域，从而保障配电网运行安全性。其次，针对智能体在长回合尺度训练过程中潮流计算耗时长、效率低的问题，提出一种基于洛朗级数展开的线性化潮流计算方法，以显著提高强化学习算法在长周期、高频次交互训练下的计算效率。最后，基于IEEE 33节点和IEEE 118节点系统进行仿真验证，结果表明所提方法可有效实现能量的跨季节时段转移，在确保配电网中长期尺度运行安全的前提下，平均运行成本降低约27%，兼具显著的安全性和经济性优势。关键词：电-氢耦合系统;配电网;运行优化;安全强化学习;专家知识安全层;安全域;潮流0|1|0更新时间：2026-08-21
面向碳中和的可再生能源电氢氨耦合关键技术
- 摘要：高比例新能源电力系统缺乏多类调频设备对系统暂态频率稳定的控制性能指标，难以有效实现大电网扰动后频率时空分布特性下多类措施的协调优化决策与控制。文中提出了一种满足多时间尺度设备暂态频率稳定控制要求的控制性能指标计算方法，只需一次时域仿真就能给出电网中所有控制节点在暂态过程不同时段内的影响度。根据设备有功频率动态响应的时间尺度确定影响度计算的时段，根据时段内各监测节点频率确定各节点主导时点集。在此基础上，采用仿真动态过程中调频设备对节点有功流入相连支路的有功灵敏度作为近似频率变化指标，进一步计算控制节点在时段内对主导节点的暂态频率稳定影响度。最后，将上述影响度计算方法应用于系统暂态频率稳定控制的优化决策，并基于实际电网构建的新能源高占比电磁暂态仿真实验平台验证了其有效性和准确性。关键词：新能源;暂态频率稳定;多时间尺度;调频;影响度1|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：双极直流配电网中由于直流源荷不对称接入及其随机性，易引发极间电压不平衡和因功率分布不均导致的电压越限等多类电压问题。为此，构建了一种具备多维功率调节能力的多维柔性互联设备，并基于该设备提出面向双极直流配电网的综合电压调控策略。首先，设计并分析了该柔性互联设备的拓扑结构及其功率传输模型，揭示其多维度调节特性。其次，建立了模式可切换直流变压器(DCT)和储能系统的功率传输模型。然后，考虑到双极柔性互联设备和其他调节设备的配合，以最小化运行成本和电压越限成本建立了综合电压调控模型。接着，利用凸松弛和分段线性化等方法实现对模型的转化。最后，通过33节点和123节点的双极直流配电网算例验证了所提策略的有效性与适应性。关键词：直流配电网;电压不平衡;柔性互联设备;电压调控;凸松弛0|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：在“双碳”战略背景下，可再生能源的高比例接入对电力系统的安全稳定运行提出了更高要求，如何在安全运行框架内提升经济性已成为重要问题。为此，文中提出一种改进凸内近似与可行解恢复协同的优化调度方法。首先，提出动态边界机制，改进了凸内近似法并构建了优化模型，在严格保证安全的前提下显著扩展运行可行域，从而为提升经济性奠定安全基础。其次，结合可行解恢复机制，基于灵敏度信息，以梯度引导的方式对初始可行解进行有功/无功功率的协同精细化调整，并经交流潮流全面校验，最终获得安全且经济性更优的调度方案。最后，基于IEEE 33节点、PG&E 69节点及IEEE 118节点等多种配电系统，结合YALMIP-CPLEX平台进行仿真验证，结果表明，所提方法在严格保障系统安全性的同时实现了高效调度。关键词：主动配电网;潮流;凸内近似;可行解;可行域;优化调度4|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：针对多能微网在电、碳双重市场环境下，如何通过定价策略将电碳市场成本合理传递至电动汽车用户，并激励其协同促进系统低碳运行的问题，提出了基于主从博弈电-碳价格的含电动汽车多能微网低碳经济调度策略。首先，基于含电动汽车的多能微网扩展碳排放流模型，构建电动汽车集群充放电碳排放核算模型。其次，设计多能微网运营商-电动汽车主从博弈市场架构，基于电动汽车碳排放核算模型制定电动汽车动态电-碳价格定价模型。最后，采用粒子群优化算法协同CPLEX求解器求解该主从博弈双层模型，得到含电动汽车多能微网低碳经济调度策略。仿真结果验证了所提策略在保证双方经济效益的同时，有效利用了节点碳排放因子与碳价结合，以动态电-碳价格作为经济手段引导电动汽车用户用能行为低碳化，并促进了多能微网可再生能源消纳与碳减排。关键词：微网;低碳经济调度;电动汽车;车碳因子;主从博弈;电-碳价格;扩展碳排放流3|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：在“双碳”目标与各类政策驱动下，农村分布式光伏装机容量快速增长，大规模光伏接入导致中国南方大量渔光互补台区出现严重的反向过载。与此同时，渔塘养殖负荷因其可预测性与可调节性，展现出显著的柔性潜力。为此，文中面向高光伏渗透率渔光台区，提出一种基于柔性养殖负荷与储能协同的反向过载治理策略。首先，基于实际台区全年运行数据，提取最严重光伏出力工况并构建净负荷曲线，从而揭示反向过载的典型特性；然后，从鱼类需氧机理与增氧机耦合特性出发，构建单机氧含量演化的微分动力学模型，进而推导夜间供氧负荷的不可调特性，并量化喂食增氧与晴天补氧负荷的可平移与可转移能力以及需求响应比例；在此基础上，构建柔性负荷与储能的协同优化模型，以避免反向功率越限并提升光伏消纳能力；最后，在改进的IEEE 33节点渔光台区等不同拓扑系统上开展算例验证。结果表明，所提策略能够有效消除反向过载、显著降低运行成本，并在不同规模台区均保持较好的适用性与经济性。关键词：光伏;台区;反向过载;增氧机;渔光互补;养殖负荷;储能;需求响应1|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：中国的风电产业已进入集群化发展阶段，但跨区域时空特征不匹配、新建场站运行数据稀缺等因素导致小样本问题普遍存在，严重制约了预测模型的精度与泛化能力。文中提出一种自适应双预测器域对抗神经网络（ADP-DANN），旨在通过多层次的跨域知识迁移，有效应对小样本预测难题。首先，设计了动态适配层，以灵活处理源域与目标域间风电场数量不等的异构输入，保证了输入信息的完整性；其次，通过融合序列记忆与上下文挖掘的共享特征提取器，并结合域对抗训练，实现了域不变时空特征的高效提取与对齐；最后，建立双预测器结构，在共享特征的基础上为目标域适配独立的预测函数，实现了从特征空间到任务空间的精细化迁移。基于多场站实测数据的综合实验表明，所提ADP-DANN在多种预测时间尺度下的性能均优于基线模型。消融实验进一步验证了动态适配层、双预测器及域对抗机制等核心组件的不可或缺性及其协同效应。此外，借助t分布随机邻域嵌入特征可视化与SHAP可解释性分析，从数据和机理层面证实了模型在特征空间的有效域对齐能力及其预测决策的物理合理性，为风电集群小样本功率预测提供了一种性能优越且机理清晰的可迁移建模框架，对电网智能调度与新能源高效消纳具有重要价值。关键词：风电集群;功率预测;自适应双预测器;域对抗神经网络;小样本;迁移学习1|1|0更新时间：2026-08-21
- 摘要：随着“千户万家沐光行动”的推进，越来越多的分布式光伏发电装置安装于智能电表之后，其不可观特性给配电网规划与调度带来挑战，亟需准确可靠的表后光伏分解方法。然而，现有分解方法在周期性时序特征与空间相关性特征提取及其深度融合方面仍显不足。为此，提出一种基于时空特征自适应提取与状态转移融合的表后光伏分解方法。首先，构建自适应邻接矩阵以动态表征用户空间相关性，将净负荷数据映射为动态时空图结构数据。其次，结合时域、频域信息对净负荷数据进行周期性解耦，提取并聚合多尺度周期特征。然后，在空间维度上利用图扩散卷积神经网络提取广域空间特征。最后，利用基于动态时空图嵌入的选择性时空状态模型对时空特征进行深度融合，生成表后光伏分解结果。在包含268个用户的真实数据集上的实验结果表明，所提方法的平均绝对误差较现有分解方法降低了58.8%，即使在计量数据缺失率高达15%时，误差仍至少降低61.7%。关键词：光伏分解;动态时空图;时空特征;状态转移;图扩散卷积神经网络;选择性时空状态模型1|0|0更新时间：2026-08-21
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