- 李永刚;潘建铭;刘淇玉;吴滨源;甘景福;
系统谐波阻抗变化及背景谐波电压变化均会影响谐波责任划分结果准确性，同时背景谐波电压波动亦对其产生较大影响，尚无统一方法同时解决上述问题。对此，提出一种基于Hausdorff距离和改进密度峰值聚类的谐波责任划分方法。首先，采用Hausdorff距离算法筛选稳定数据段，计算等效系统谐波阻抗和等效背景谐波电压；然后，将等效参数和采样数据分别聚类，根据类簇配对法对等效参数类簇与采样数据类簇配对，确定运行场景，对多个运行场景下的谐波责任进行划分；最后，建立典型三馈线模型进行算例分析，验证所提方法的有效性和准确性。结果表明，所提方法既分别适用于解决系统谐波阻抗变化及背景谐波电压变化问题，又减小了背景谐波电压波动影响，提高了谐波责任划分结果的准确性。
2025年02期 v.52;No.234 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 682K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：38 ] - 陈璐;刘文霞;马晓晴;姚齐;刘宗歧;
针对电网波动性导致输电网规划经济性降低的背景，基于两类需求响应用户自身运行特性和目标，以分时电价的激励形式，建立了考虑空间差异性的双层输电网扩展规划模型。上层以线路规划成本和需求响应成本之和最小为目标，建立了混合整数线性规划(mixed integer linear program, MILP)的输电网扩展规划模型，下层考虑电采暖用户和大工业用户的差异化运行约束，建立了以用电费用最小为目标的需求响应模型。根据库恩-塔克(KKT)条件将下层模型转换为上层模型的约束条件，采用Big-M法对非线性问题线性化。最后，基于IEEE 24节点仿真系统分析验证所提双层规划模型的有效性。最终决策出的电价方案可以体现需求响应资源的空间差异化价值，有效降低电网规划的成本，实现电网和参与需求响应用户的互利共赢。
2025年02期 v.52;No.234 13-24+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K] [下载次数：253 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 王磊;臧谦;苏灿;张润涛;张波;周昊;
电压时空分布特性精准感知是有源配电网电压越限抑制、优化调控的前提，本文提出一种有源配电网电压时空分布特性的数据驱动感知方法。首先，利用光伏电池出力模型和电压灵敏度分析，揭示数值气象数据对光伏出力以及光伏出力对配电网节点电压分布的影响规律；然后，通过数值气象预报获取配电网气象分布数据样本，建立配电网电压分布XGBoost感知模型，表征气象数据与配电网节点电压间的映射关系，并利用概率密度函数对原始数据样本进行抽取、扩充，避免原始样本数据不足引起的局部密度偏差和预测误差问题；最后，利用克里金插值法对预测电压数据进行可视化处理，实现了典型工况和源荷波动情况下配电网电压时空分布特性的图谱分析，并由IEEE 33节点典型算例验证了所提方法的有效性。
2025年02期 v.52;No.234 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 赵化时;宋智强;黄耀辉;许建中;赵成勇;贾秀芳;
随着直流输电不断发展与大量直流工程投入实际运行，目前的电力系统呈现多类型直流参与、大规模交直流互联的特点，交、直流间复杂的耦合关系导致电力系统潮流建模及求解存在困难。为此本文对含多类型直流的交直流系统潮流模型及计算方法进行研究。首先以南网为例分析了交直流混联系统的发展现状。然后统一交、直流系统的标幺值基准，综合考虑交流与常规直流、交流与柔性直流、常规直流与柔性直流间的交互作用，以统一建模方式推导交直流系统整体潮流模型。进而提出一种适用于多类型直流参与、大规模交直流系统的统一迭代潮流算法。最后，通过4个修改的IEEE交直流测试系统和实际电网验证了所提模型及算法的准确性，并对算法的收敛性、计算速度进行了详细分析。
2025年02期 v.52;No.234 32-40+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 471K] [下载次数：357 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 李志伟;胡文昊;董沛毅;周靖仁;丛志涵;赵书强;
在可再生能源大规模接入电力系统的背景下，为提高系统风电消纳能力，首先分析热电联产机组的电热运行特性，将热电联产机组侧加装储热装置和电锅炉进行电热解耦，扩大热电联产机组运行可行域的范围。其次，考虑风电不确定性出力和负荷不确定性需求，建立基于机会约束的电热联合优化调度模型，设置系统运行的正负备用容量约束为机会约束。借助目标规划对多目标模型进行转化求解，建立基于机会约束目标规划的电热联合系统协调调度模型。最后，利用算例对模型的有效性进行验证，对储热装置以及电锅炉在消纳风电中的作用进行分析。
2025年02期 v.52;No.234 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 刘珂;顾雪平;刘彤;李少岩;王铁强;
新能源出力的不确定性、波动性等特点，对电网连锁故障的传播过程具有较大的影响，从而增加了关键线路辨识的难度。因此，提出一种新能源接入场景下电网连锁故障关键线路辨识方法，并分析评价了风电出力的实时波动和并网比例对辨识结果的影响。首先，依据历史信息建立风电功率预测误差概率分布，借助拉丁超立方采样方法构建连续多时刻风电出力场景。其次，基于风险价值法模拟风电出力实时变化场景下电网连锁故障，并采用平均失负荷量、运行风险等指标评估系统连锁故障风险。最后，利用风险理论法在事故链集合中辨识关键线路，通过对比关键线路改造前后系统运行风险证实关键线路辨识的有效性。新英格兰10机39节点系统算例仿真证实了所提方法能够准确辨识新能源接入场景下的电网连锁故障关键线路。
2025年02期 v.52;No.234 51-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 949K] [下载次数：179 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 李晨阳;黄永章;王岳;王哲凡;赵海森;
为全面提升高比例新能源电网的运行稳定性，提出了具有真实同步机接口的基于串联同步机结构的新能源同步机(motor generator pair, MGP)并网技术。为实现多场景下新能源采用MGP并网的稳定运行，需要全面研究其运行控制技术，然而目前尚未对不同控制间的联系及其对MGP运行特性的影响进行系统研究。为此，首先本文建立了MGP通用的稳定分析模型并研究了三种基础的控制方法及其实验结果，比较了频率控制和矢量控制的差异性。其次，基于对MGP系统物理特性的理解，分析了其具备构网能力的基础。然后，根据控制环结构和功能对不同控制进行分类并建立了MGP的统一控制结构，揭示了控制环间的联系及其与机组外特性间的耦合关系。最后，基于统一控制结构研究了控制稳定性和协调控制策略：1)建立了MGP采用上述三种控制的状态空间模型，得到了控制参数的稳定范围；2)基于两种矢量控制系统的状态空间模型，揭示了转子角和锁相环动态对系统稳定性的影响；3)提出了独立型微电网中光伏和储能联合接入MGP的协调控制策略，并通过电磁暂态仿真验证了策略的有效性。
2025年02期 v.52;No.234 65-81+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 陈宗汉;李明;徐永海;何胜;袁金斗;杨恒;潘明明;
针对传统权重评估方法存在的缺陷，以及面对复杂多变电网环境时工业用户用电安全潜存风险的问题，提出一种基于自学习权重-云模型的工业用户外界风险定级评估方法。首先从节点电压变动、削减量与可调控量占比、线路过载、孤岛问题和节点电压谐波5个角度构建了工业用户外界风险评估指标体系；其次利用基于区间估计的AHP法(Analytic Hierarchy Process, AHP)、熵权法和独立性权法分别计算评估指标的主观、客观和独立性权重，并提出基于权重相对变化率准则的自学习权重模型得到组合权重，增强评估方法动态适应性。基于风险指标后果的严重程度改进云模型风险评估矩阵构建工业用户外界风险定级评估方法；最后，通过基于工业用户外界风险评估指标体系，以IEEE-RTS-24系统为实际场景验证了该风险定级评估方法的合理性。
2025年02期 v.52;No.234 80-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K] [下载次数：333 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 付超;孙平安;孙玉巍;许崇伟;
针对宽电压运行直流源接入直流电网的应用场景，提出一种基于T型桥臂与双变压器、在宽电压增益范围保持高效率运行的新型直流变换器。首先，根据不同电压增益进行拓扑重构，给出了变换器三种可选的工作模式，并通过傅里叶分解推导了三自由度控制下的数学模型。其次，结合矢量图分析法得到满足运行条件的最优占空比，并给出了一种三自由度效率优化控制算法。再次，还基于单移相控制的工作模式切换控制策略，实现了变换器双变压器的零电流切换。最后，通过1 kW实验样机对所提变换器拓扑及控制方法进行验证，当输入电压由100 V到500 V范围变化时，效率最高可达97.66%,最低93.7%,与相同运行条件下的T型DAB相比，所提变换器在较宽电压范围内能够有效提升运行效率。
2025年02期 v.52;No.234 91-98+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 646K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 何海婷;柳亦兵;
在前人的研究中，转子动力学模型和系统调度模型分属不同研究领域，缺乏完整的飞轮转子全系统模型，难以有效分析飞轮储能系统中复杂的电-磁-力耦合问题。为了解决这一问题，通过替代映射方法，使用有限元模型参数化计算结果训练BP神经网络，构造了AMB、PMSM和PMB模块，并与飞轮转子动力学模型、功率-电流-转速模块和PID控制器等组成一个完整的飞轮储能全系统模型。该模型成功应用于燃煤火电机组二次调频和风电输出平滑场景，可以同时计算飞轮储能系统的功率跟随和转子运动情况。仿真结果表明不同的转速起点，会改变转子的转动频率变化范围，从而影响转子振幅等安全参数。该模型具有接近实时的仿真速度。研究结果为飞轮储能系统的设计优化和运行控制提供了重要工具。
2025年02期 v.52;No.234 99-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K] [下载次数：353 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘新元;赵书强;薄利明;郑惠萍;程雪婷;邹鹏;王傲儿;
我国辅助服务市场在近年来得到了快速的建设与发展，其中电能量市场与调频辅助服务市场顺次出清机制以及联合出清机制为目前我国典型的两种联合市场出清机制。首先，基于我国目前的典型出清机制建立了包含日前安全约束组合、安全约束经济调度模型的联合市场顺次出清机制模型以及联合出清模型，并采用滑动滤波法确定了二次调频需求量。其次，在不同系统负荷条件下，对比两种市场出清机制下所确定的发电计划、调频市场中标容量、各市场边际价格以及结算总成本。算例表明在负荷较小情况下，顺次出清市场机制能够更好地使风电场参与到调频任务之中，且总成本相对联合市场机制有所减少，但联合出清机制下系统的二次调频中标结果与二次调频需求量变化更加一致；负荷较大情况下，为保证良好经济性，联合出清机制能够在满足频率限值范围的情况下适当弃风，而顺次出清机制则会发生剩余容量无法在经济性的基础上满足调频市场需求的问题。
2025年02期 v.52;No.234 107-115+125页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K] [下载次数：287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张愿男;张毓翔;肖杨;李嘉华;钟达文;陈林;
新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式，能够实现超过1 000 W/cm~2的超高热流密度，具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发，建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型，模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热的影响规律，运用场协同原理分析了底部供液强化低液位沸腾传热的内在机理。计算结果表明：(1)底部供液的冷流体冲破汽泡大幅增强了对流传热；(2)冷流体扰动过热流体层，润湿传热表面，增强了微液层的蒸发强度；(3)底部供液和低液位沸腾实现了汽泡脱离路径和冷却液润湿路径相分离，大大延缓Helmholtz不稳定性现象的出现；(4)随着底部供液流速的增加以及液位高度的降低，低液位沸腾换热性能得到明显增强。
2025年02期 v.52;No.234 116-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 焦嵩鸣;张彪;
针对无人机自主巡检风机需对桨叶进行精准定位的问题，设计了一种基于风机局部图的无人机位姿修正和叶尖定位系统。无人机依据风机参数飞至指定位置获取风机局部图，使用Yolov5实现对轮毂、塔筒的目标检测和特征提取。对概率渐进式Hough直线检测结果筛选后，利用K-means聚类得到桨叶中心线，依靠轮毂特征和桨叶中心线夹角更新无人机位姿，获取近距离粗略正对风机局部图。设计无人机位姿修正系统并对其收敛性进行了证明，该系统以风机局部图中像素坐标差值作为偏差控制量，计算世界坐标系下无人机运动量，实现无人机正对风机，轮毂位置位于图像中心。最后，结合无人机位姿信息与风机参数解算桨叶叶尖坐标，实现叶尖精准定位。该算法基于Gazebo仿真实现，定位精度达亚米级，为风机运维提供理论依据。
2025年02期 v.52;No.234 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K] [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 谢鑫;高嵩;刘萌;梁海平;李世航;
空气源热泵是一种温控负荷，对其合理的调度控制有助于降低运行成本，同时促进用户参与电网需求响应。首先，提出一种空气源热泵负荷的精细化电-热耦合模型，考虑了出水温度、环境温度以及冷岛效应对能效比的影响。之后，提出一种空气源热泵负荷双层优化调度与控制策略：上层模型采用模型预测控制方法，在保证用户舒适度的前提下，利用楼宇蓄能特性、结合分时电价最小化用户供热成本；下层模型安排热泵机组群周期性启停响应上层功率需求，并通过相邻机组间隔编号来减轻冷岛效应对热泵性能的影响。最后，通过仿真对比热泵负荷在不同控制策略下运行成本和控制效果，验证所提控制策略实现了运行成本的优化，同时改善了用电负荷曲线，有助于电网削峰填谷。
2025年02期 v.52;No.234 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K] [下载次数：466 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] 下载本期数据