- 赵冬梅;魏中庆;祝晨丹;白俊辉;
直流近区无常规电源支撑场景下，送端系统故障后的暂态过电压问题突出，为此，提出一种考虑暂态电压稳定性与经济性的无功源优化配置方法。首先分析了高压直流送端系统暂态过电压的产生机理及影响因素，提出基于暂态电压恢复与暂态电压峰值的稳定性评估指标，通过电压稳定评估指标与动态无功补偿量间的补偿灵敏度指导无功选址规划，为无功源优化配置方法进行理论支撑；其次，在无功源容量规划中，建立综合考虑无功补偿经济成本的优化配置模型，模型采用多目标遗传算法(NSGA-II)求解。最后，以某实际电网为仿真算例验证了所提配置方法的有效性。结果表明，所提出的无功源优化配置方法有利于提升故障后送端系统的暂态电压恢复能力，有效抑制送端系统暂态过电压，同时实现无功配置成本的经济性。
2025年03期 v.52;No.235 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K] [下载次数：514 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：48 ] - 郑焕坤;孙耀斌;韦凯国;
随着分布式可再生能源渗透率的提高，交直流混合配电网呈现出明显的分区特性和较强的运行不确定性。多端口电力电子变压器(power electronic transformer, PET)能够用来构建一个功率灵活的通道，以完成交直流混合配电网中几个区域之间的电能交换。基于此文章提出经多端柔性变电站互联的交直流混合配电网两阶段分布鲁棒运行模型，以储能装置运行维护成本、购电成本、弃风处罚成本、网损和微型燃气轮机发电成本之和最小为优化目标，采用1-范数和∞-范数描述风电输出选择典型场景的概率分布，解决风电的不确定性问题，建立数据驱动分布鲁棒优化模型。然后，采用列约束生成算法(column-and-constraint generation, CCG)求解模型。最后，通过IEEE 33节点算例对模型进行验证，该模型可以有效降低交直流混合配电网运行成本。
2025年03期 v.52;No.235 12-20+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K] [下载次数：349 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 梁海峰;徐力;杨鹏伟;邓艺欣;李国锋;
针对交直流混合微电网分布式新能源出力与负荷随机性强、拓扑结构复杂等特点，为综合提高运行经济性、环保性与稳定性，建立了计及负荷需求侧响应与碳交易的交直流混合微电网多时间尺度随机优化调度模型。首先在日前调度阶段，以运行经济性为目标，通过场景分析法模拟风光负荷的随机波动，在用户侧采用激励型需求响应，综合考虑微网内各类成本与收益，以最大化收益为目标函数构建日前调度模型。在日内调度阶段，以微网稳定运行为目标，通过模型预测控制(MPC)进行在线滚动优化，使联络线功率尽可能追踪日前计划。最后通过仿真对所提优化方法进行对比分析，结果表明，所提策略能够提高交直流混合微电网运行的经济性、鲁棒性，减少源荷波动对大电网产生的冲击。
2025年03期 v.52;No.235 21-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K] [下载次数：906 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：23 ] - 栗然;王欣鹏;白杨;王嘉琳;
为提高可再生能源的就地消纳能力，解决能量季节不平衡问题，提出一种考虑季节性氢储能和源荷不确定性的微电网双层优化配置方法。给出电热氢微电网结构，建立耦合季节性氢储能的微电网模型；为描述源荷不确定性因素，突出源荷的季节性与时序性，基于马尔科夫链表征风电出力不确定性，结合蒙特卡洛抽样生成大量源荷不确定场景，进而基于概率场景缩减为典型源荷场景；建立微电网双层优化配置模型，上层模型以微电网年化综合成本为优化目标，下层模型以微电网年总运行成本为优化目标；采用沙地猫群优化算法与混合整数线性规划相互迭代的方法对双层模型进行求解。算例求解结果证明所提出模型的有效性，能够提高风光的消纳率，兼顾微网中的经济性与不确定因素，分析源荷不确定性对微电网优化配置的影响，为含有氢储能的微电网优化配置研究提供参考。
2025年03期 v.52;No.235 32-41+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K] [下载次数：1355 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 梁海平;李世航;谢鑫;王金英;苏海锋;牛胜锁;
为解决新能源大规模并网后电力、电量的平衡问题，新型电力系统中往往会配置一定的储能，将风光储联合考虑，从而实现新能源的高效消纳，减少系统碳排放。在风光储联合运行的基础上，需求侧参与电力系统低碳调度能进一步有效降低系统碳排放，助力“双碳”目标的实现。首先，以碳排放流理论为基础对新型电力系统低碳优化问题构建碳排放流计算模型；其次，建立以碳排流理论为基础、碳税为需求响应的激励信号的新型电力系统双层低碳优化调度模型，并采用混合整数规划(MIP)算法与改进型樽海鞘群算法协同求解上述双层模型。通过算例仿真，对比系统在不同场景下的经济性能和碳排放，验证所提模型和改进算法的有效性和可行性，实现了新型电力系统低碳优化调度。
2025年03期 v.52;No.235 42-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K] [下载次数：868 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：14 ] - 杨佳泽;王灿;王增平;
在新型电力系统稳步发展与“双碳”目标持续构筑背景下，“源荷互动新模式”成为电力系统能源转型的必然趋势，以多样性、灵活性为主要特征的电力负荷作为电力系统的重要组成部分，其预测场景分析及预测模型研究对新型电力系统的运行、维护和规划至关重要。为深入研究人工智能背景下负荷预测领域取得的进展与突破，以新型电力系统负荷预测为着眼点，总结归纳当今负荷预测必要性与实用性，分类介绍五个典型负荷预测场景，针对基于人工智能技术的智能负荷预测算法模型进行系统化分析，结合机器学习中的神经网络、深度学习算法、集成学习算法对比单一预测模型及组合预测模型的特点，详细阐述各类模型在负荷预测领域的应用现状，以期为“双碳”目标下新型电力系统源荷互动的新模式构建提供合理化参考。
2025年03期 v.52;No.235 54-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K] [下载次数：3941 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：19 ] - 张帅;刘文霞;唐浩洋;马英杰;万海洋;鲁宇;
电力负荷的变化不仅具有潜在周期性特征，外部气象等因素对负荷变化同样具有较大的影响，为提高负荷预测精度，提出一种基于Transformer-CNN融合内部周期性特征和外部气象特征的短期负荷预测方法。首先，采用奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis, SSA)对历史负荷序列进行周期性重构，采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)提取典型序列周期，同时采用改进的灰色关联度法计算外部多种气象因素与历史负荷关联度，提取负荷内部7种周期性特征和外部4种气象特征，建立特征集；其次，设计一种多特征融合神经网络，基于CNN的多特征融合网络捕获特征集中潜藏特征与隐藏信息，基于Transformer的时序网络捕获历史负荷数据的时变特性，最终经隐式特征融合网络实现网络融合和短期负荷预测。实验结果表明，提取负荷内外双重特征能够有效提高模型预测精度，对节假日等特殊日期负荷预测的精度提高尤为明显。
2025年03期 v.52;No.235 68-75+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K] [下载次数：1212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：21 ] - 颜湘武;连凯歌;李昱臻;
旋转潮流控制器(rotary power flow controller, RPFC)作为目前三种典型的潮流控制装置之一，在电网调节中具有十分广阔的应用前景。受核心部件旋转移相变压器(rotary phase shifting transformers, RPST)的影响，不同RPST结构参数下RPFC所表现出的工作性能各有不同，为提高RPFC的工作性能，应对其进行优化设计。根据一台额定容量40 kVA的RPFC样机，首先建立了基于RPST的二维有限元模型；然后通过田口实验法及权重计算确定了RPST内部结构的最优参数组合；最后利用Matlab、Maxwell及Simplorer实现场路网耦合的联合仿真对优化结果进行验证。结果表明最优参数组合下RPFC运行效率及功率因数分别了提升1.4%和2.7%,为大容量RPFC的设计与工程应用提供了参考。
2025年03期 v.52;No.235 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 李昕朔;李永刚;吴滨源;
多谐波源谐波责任划分是谐波针对性治理的关键和前提，谐波源间相关性严重影响谐波责任划分精度。针对这个问题，提出一种考虑谐波源相关性的多谐波源谐波责任划分方法。首先，论证谐波源相关性对谐波责任划分精度的影响；然后考虑工程现场谐波源不可测情况，将谐波源间电压电流关系转化为背景谐波电压与公共连接点谐波电流间关系，提出短时阻抗最小判据构建背景谐波电压，并借助基于密度的噪空间聚类减小背景谐波电压波动对计算结果的影响，构建指标因子筛选关注谐波源用户在不同数据段上电压电流有效数据，实现考虑谐波源相关性下多谐波源谐波责任划分精度提升；最后通过仿真算例验证所提方法能够较好地减小谐波源相关性较强下给谐波责任划分带来的影响。
2025年03期 v.52;No.235 84-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 784K] [下载次数：311 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 王焱;邹明;刘逸凡;许建中;冯谟可;贾秀芳;赵成勇;
随着风电装机容量在电力系统中所占的比重不断增大，风电与电网的相互影响越来越复杂。异步电机作为双馈风电机组重要的发电设备，其暂态模型是否准确直接决定了系统的仿真精度。然而，PSCAD/EMTDC等电磁暂态仿真软件将异步电机数字封装，虽然模型精度高，但速度过于缓慢、用户无法获取电机内部结构，这限制了风电机组的仿真设计与优化加速。针对这一问题，提出了双馈异步风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)的电磁暂态等效仿真模型，首先，基于abc/dq0变换重构了发电机的数学方程，利用后退欧拉法对基本方程进行了离散化；其次，通过近似参数，将电机模型的导纳矩阵转为恒导纳矩阵，通过定转子系统的坐标反变换得到了发电机与外部电网络的直接机网接口；最后，在PSCAD/EMTDC环境中搭建了DFIG测试系统，多工况验证所提发电机模型的可行性，并利用最大相对误差和2范数误差分析方法进行了准确度分析。所提出的DFIG等效建模方法，可为大规模风电机组的电磁暂态模型设计和仿真加速提供模型基础。
2025年03期 v.52;No.235 96-105+116+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 627K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 何玉灵;邢云;付滋翔;代德瑞;徐明星;周福成;万书亭;李俊卿;
通过理论推导、有限元计算和实验验证，分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是，提出了一种新的发电机局部失磁模型，并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况下的气隙磁密，推导出定子所受单位面积磁拉力的表达式，然后在一台四对极永磁同步发电机上进行有限元仿真计算和实验验证，理论、仿真与实验结果基本吻合。结果表明，正常情况下定子振动只有偶数倍频成分，静偏心故障不会引入新频率成分，但会增大定子振动各频率幅值。发生局部失磁故障时，出现新的分数倍频成分(f/4、f/2、3f/4……),原有的偶数倍频幅值基本不变。复合故障下也出现分数倍频成分，且失磁程度一致时，偶数倍频幅值随着偏心故障的加剧而增大，分数倍频幅值基本不变。偏心程度一定时，随着局部失磁故障的加剧，偶数倍频幅值基本不变，分数倍频幅值增大。
2025年03期 v.52;No.235 106-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 966K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 金秀章;乔鹏;史德金;
针对燃煤电厂中选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)脱硝系统入口NO_x浓度的测量传感器迟延大，不能准确反映其浓度的实时变化的问题，提出了利用Copula熵(Copula entropy, CE)筛选与入口NO_x浓度软测量相关的辅助变量，利用变模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD),将入口NO_x浓度分解为不同中心频率的子序列信号，建模充分拟合目标变量的数据特征。采用二级建模方法，第一级，将分解后得到的入口NO_x浓度子序列信号分别利用贝叶斯回归算法(Bayesian Regression, Bayes)进行训练并预测，叠加得到完整的预测结果，第二级，对训练中产生的验证集误差值利用Lasso算法建立误差预测模型，得到测试集预测误差的预测值，并与第一级模型得到完整预测结果叠加，实现误差补偿，提升模型预测精度。其中，Bayes及Lasso网络超参数利用天牛群算法进行自动寻优；仿真结果显示，VMD分解并带误差补偿模型对比未经VMD分解带误差补偿模型，Bayes及Lasso单一模型的均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差最小，能够实现对入口NO_x浓度的准确软测量。
2025年03期 v.52;No.235 117-124+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 方立军;焦少辉;王嘉营;
为探索熔盐在周向非均匀热边界条件下横纹管内的传热特性，采用CFD方法对熔盐在不同结构参数的横纹管内的传热特性进行数值模拟。在非均匀热边界条件下，针对横纹管不同影响因子，设计了25组交叉模拟。通过数值模拟得到了各工况下的Nu数和阻力系数，并引入综合传热系数与场协同理论进行进一步分析，得出最佳横纹结构。结果表明，Re、e/d、P’/e、P’/P对横纹传热有着重要影响，各结构最佳结构下，Nu分别提高了1.86、1.83、1.81、1.85。场协同理论对熔盐横纹管强化传热效果评价具有重要指导作用，利用场协同理论能够进一步对结构进行优化，最佳强化的横纹管型，综合传热效果提升14.5%。
2025年03期 v.52;No.235 125-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 扈庆祎;张程;郭子通;王笑语;张宇宁;
狭缝中的空泡在微流体控制和泵送中有着广泛的应用。然而，在狭缝和外部自由流体空间交界面附近的空泡动力学行为尚不清楚。利用高速摄影实验系统，对交界面附近激光诱导空泡的溃灭和回弹行为进行了实验观察。通过改变空泡形心与交界面之间的无量纲距离，研究了空泡的变形和平移运动过程。研究发现：(1)受交界面影响，空泡具有明显的各向异性变形和平移。在空泡溃灭阶段，当空泡与交界面的距离较小时，狭缝外部的空泡表面溃灭速度更快。(2)随着无量纲距离的增加，空泡在溃灭阶段各方向的速度差异呈先增后减的变化趋势，空泡形心位移的变化趋势也是如此。(3)随着无量纲距离的增大，在回弹阶段，空泡云团的形状和膨胀范围也有显著差异，空泡右端点的膨胀方向发生明显变化。
2025年03期 v.52;No.235 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] 下载本期数据