- 林俐;唐传伟;丁文敏;徐宁;周龙文;赵冬梅;
为解决高比例风电系统的调峰难题,燃煤机组需进行灵活性改造,并频繁深度调峰,这将导致系统低碳经济运行水平下降。据此,梳理燃煤机组灵活性改造方法,分析经灵活性改造后的燃煤机组调峰全过程碳排放特性,得到基于调峰阶段划分的燃煤机组碳排放强度计算模型;计及风电电量与净负荷峰谷差对系统碳排放的影响,建立动态的日碳排放额度分配模型;发挥抽蓄机组的减排潜力,提出一种基于动态日碳排放配额的抽蓄辅助燃煤机组深度调峰低碳经济调度策略,进而建立以系统总成本最小为目标的低碳经济调度模型。最后,基于改进的IEEE39节点算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,且结果表明所提策略能在满足全年碳排放限额的基础上,保证系统经济性,并有效提高抽蓄的利用率和风电消纳水平。
2025年05期 v.52;No.237 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 孟明;马思源;赵慧婷;陶学志;
为推进综合能源系统的清洁化转型,探索运营商与用户之间合理的交易模式,提出了一种含光热电站和碳捕集-电转气耦合的综合能源系统双层优化运行策略。首先,建立了含光热电站和碳捕集-电转气耦合的综合能源系统调度框架,分析了各耦合设备的协调运行机理;然后,提出了运营商与用户之间的双层优化运行策略,其中上层以运营商的利润最大化为目标优化售能价格和各设备运行状态,下层以用户的成本最小化为目标优化用能策略,并通过利用KKT条件和强对偶理论,将双层模型转化为单层混合整数线性规划问题进行求解;最后,基于CPLEX求解器展开多场景对比分析,证明了所提策略能够在有效降低系统弃风率的同时,为运营商与用户达成互利共赢局面提供一定的促进作用。
2025年05期 v.52;No.237 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 李旭霞;李佳;姜承东;王鹏;邓娇娇;刘红丽;刘晋;
储能电站是平抑风、光等间歇性新能源发电系统出力特性和提高新能源消纳能力的有效手段。随着大规模储能电站接入电网,传统的短路电流计算方法存在一定的局限性。文章从储能电站不同配置容量、运行工况、出力水平、控制策略、短路故障类型和电气距离等多维度出发,对其故障特性影响短路电流的机理和关键参数进行了研究。综合考虑储能电站并网控制附加低电压穿越(LVRT)控制策略及控制参数因素,根据电压跌落程度分为四个区域,将储能电站诺顿等效为电流源,应用短路故障边界条件,将结点电压法与叠加原理相结合,得到一种适用于含大规模储能电站电网短路电流的计算方法,通过仿真验证了所提方法的有效性和准确性。
2025年05期 v.52;No.237 21-29+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1372K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 刘辉;张少聪;刘京波;李琰;熊小玲;赵成勇;
风电场站配置一定容量的无功补偿装置(如静止无功发生器(static var generator, SVG))可以提高风电外送能力。同时为了满足风电场站对于惯量和电压支撑的要求,SVG可以在直流侧集成功率型储能元件同时采用构网型控制。然而由于风电场出力的影响,构网型SVG存在着暂态同步失稳的风险。针对此问题,首先通过对构网型SVG接入风电场站的并网系统进行化简等效,得到构网型SVG的功角曲线。然后,利用等面积法则揭示风电场站中构网型SVG的失稳机理,并给出相应的稳定判据。进一步,提出一种基于惯量和阻尼系数协调自适应的暂态同步稳定性提升方法。在判断SVG发生暂态同步失稳时自适应改变惯量和阻尼系数,强迫SVG回到稳定平衡点。该方法可以提高构网型SVG的暂态同步稳定性,有利于风电外送能力的提升。最后在PSCAD/EMTDC中建立电磁暂态仿真模型,验证了构网型SVG失稳机理的正确性以及暂态同步稳定性提升方法的有效性。
2025年05期 v.52;No.237 30-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 樊修柱;白璐瑶;宋云超;杨爽勉;贾秀芳;赵成勇;
十四五规划开发的陆上新能源基地普遍位于远离交流电网的偏远内陆地区。针对远距离、大容量、新能源送出场景,基于层次分析法评估与全寿命周期成本计算,提出了一种规模化新能源外送方案评估及优选方法。首先,建立兼顾技术性和经济性的指标评估体系,明确影响新能源送出方案的指标及内涵;其次,在技术维度层面采用层次分析法构建判断矩阵,计算归一化权重系数,并从运行边界和技术维度权重两方面进行对比分析;在经济维度层面采用全寿命周期成本模型计算全寿命周期内的总成本,同时引入平准化度电成本以简化运行损耗成本的计算;最后,对某新能源外送工程实例,初选三种方案进行计算分析,选择最优输电方案,为大规模新能源远距离外送方案选择提供技术参考。
2025年05期 v.52;No.237 43-50+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K] [下载次数:424 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 赵博宇;张鹏;刘灏;毕天姝;
电力互感器偏差会影响接入二次设备的测量精度,从而给基于二次侧测量数据的各类应用带来问题。本文基于同步相量数据和系统模型,提出了一种基于H无穷滤波的互感器在线校准方法。针对系统模型参数存在误差和同步测量数据存在噪声导致校准误差大的问题,本文将系统参数误差和测量噪声统一由等效噪声项表征,建立了含等效噪声项的互感器校准模型;针对等效噪声项统计特性未知的问题,提出了适用于H无穷滤波的动态校准方法,采用H无穷滤波求解互感器比值校正因子,实现了互感器的高精度在线校准。测试表明所提出方法对线路参数不确定性和各类系统噪声具有较强鲁棒性。
2025年05期 v.52;No.237 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K] [下载次数:1 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 律方成;吴雨舟;王胜辉;杨瑞;
金属氧化物避雷器(MOA)是电力系统中限制过电压的关键设备,其过电压保护水平在极大程度上决定了电力系统中各种设备的绝缘性能。ZnO压敏电阻是MOA的核心部件,其性能的优劣将直接决定MOA的可靠性。为了进一步提高ZnO压敏电阻的各项性能,在ZnO-Bi_2O_3基压敏电阻中掺杂不同含量的CaCO_3,采用固相合成法制备了Ca元素掺杂的ZnO压敏电阻,研究了不同掺杂含量CaCO_3对ZnO压敏电阻片的物相成分、显微结构和电气性能的影响。研究表明,适量掺杂CaCO_3可以细化ZnO晶粒,提高电压梯度,增加致密性,在掺杂量为1.0 mol%时,获得最佳电气性能,此时压敏电阻电压梯度为330 V/mm,泄漏电流为0.27μA,非线性系数为59。该研究为氧化锌压敏电阻优化配方,增强电气性能提供依据。
2025年05期 v.52;No.237 61-67+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 马永翔;马少洁;闫群民;孔志战;淡文国;
虚拟电厂(VPP)是指将风光等分布式能源、可控负荷、储能系统和电动汽车等分布式能源视为一个特殊的电厂参与电力供应,通过合理制定电价减少峰值负荷对电网可靠性的影响。文中提出了一种考虑VPP与电动汽车(EV)用户双方经济效益的主从博弈定价策略,上层模型中运营商通过主从博弈模型制定电价来优化电网负荷,下层模型以电动汽车用户端充电费用最少为目标,双层博弈模型通过利用线性化方法和Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将问题转化为单层混合整数线性规划进行求解。该模型考虑了电动汽车入网技术(V2G)对整个系统的影响,同时通过条件风险价值(CVaR)理论解决风光带来的不确定性。最后,算例给出运营商在V2G方式下的出力计划和最优定价策略,并分析了不同充电方式、不同EV参与比例和风险偏好系数对整个系统的影响。结果表明所建模型能够很好的平抑电网负荷波动、降低负荷峰谷差,并使参与V2G服务的用户经济收益最大化。
2025年05期 v.52;No.237 68-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数:1 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 霍晓占;刘延泉;周兴华;孙杰;张文斌;杨海燕;
准确预测配电网线损是提高电力供应质量和经济效益的重要手段,为提高10 kV配电网线损的预测精度,提出了一种基于改进灰色关联分析和Stacking算法的配电网线损预测方法。考虑分布式光伏并网后对配电网线损的影响,从线损贡献度和指标独立性两方面出发,设计了一套中压配电网线损的两级特征指标体系;同时,将熵值法引入到灰色关联分析中,提升了灰色关联分析模型的评价精度,通过分析配电网线损数据,建立了线损关键指标体系。基于Stacking算法建立配电网线损预测模型对线损进行预测,以某地区10 kV配电网线损为例进行预测分析。实验结果表明,与传统的配电网线损预测方法相比,所提方法具有更优的预测效果,为分布式电源接入后配电网节能降损、实现电网双碳目标提供了科学的参考依据。
2025年05期 v.52;No.237 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 花凤;王剑波;潘博源;柏塔·居尼斯汗;王轩;倪贵兵;李江;耿若楠;
针对双馈风场内部风电机组的机间交互作用导致风场故障暂态特性更加复杂、传统保护难以适用的问题,提出了一种基于双馈风场暂态有功功率的送出线保护新原理。首先,在双馈风电机组模型的基础上,考虑锁相环控制、低电压穿越要求以及故障后风电机组机端电压的相位跳变情况,构建了风电机组暂态模型,并根据风场的网络拓扑,结合不同位置发生故障时风场内部有功功率的流向,探明了各风电机组之间的交互作用。在此基础上,建立了故障后风场各风电机组机端电压的计算模型,分别推导出区内和区外故障后各风电机组的机端电压,进而推导双馈风场送出线路的暂态有功功率。然后,根据不同故障位置引起功率变化的不同特性,构造暂态有功功率保护判据,用以识别风场送出线路的区内外故障。最后,基于MATLAB/Simulink平台的仿真结果验证了方法的正确性。
2025年05期 v.52;No.237 87-95+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 杨用春;马源媛;李旭东;杨鹏;董增波;杜翔宇;
大规模新能源接入电网使新型电力系统面临潮流时空分布随机性与调控难度加大的问题。针对现有机械装置不能灵活调节、单独电力电子装置造价高的问题,提出了一种融合大容量移相变压器(phase shifting transformer, PST)与小容量电压源换流器(voltage sourced converter, VSC)的高性能、低成本新型混合型潮流控制器(hybrid power flow controller, HPFC),弥补了PST在单独调节时不能连续调节,统一潮流控制器造价高等问题。通过拓扑结构分析,推导了HPFC的调节区域函数,基于混合潮流控制器的调节特性,考虑到PST有载分接开关动作次数、新能源接入过载和调节安全裕度的约束,提出一种以电网经济收益目标最优的HPFC容量配置方法,最后进行算例容量配置,得出VSC覆盖2个PST挡位对装置寿命及调节性能最佳,在PSCAD/EMTDC环境中搭建模型仿真验证,结果证明了所提出的新型混合型潮流控制器可实现连续平滑调节线路潮流,经济效益较好。
2025年05期 v.52;No.237 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 马良玉;段晓冲;胡景琛;黄日灏;
针对风电机组长期处于恶劣环境导致故障频发问题,提出了一种局部离群因子(LOF)与基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)结合的异常数据清洗和基于优化极端梯度提升(XGBoost)算法的异常工况预警方法。首先采用LOF算法结合DBSCAN算法对风电机组状态监控与数据采集系统(SCADA)中的异常数据进行预处理。之后根据机理分析选取模型输入输出参数,基于Optuna框架自动优化XGBoost算法的超参数建立风电机组正常运行工况预测模型。在此基础上,利用时移滑动窗口方法计算风电机组有功功率和发电机转速的平均绝对误差(MAE)并作为状态识别指标,结合统计学中的区间估计法确定指标预警阈值。最后应用某风场的真实历史故障数据进行实验,结果表明所提方法可以对风电机组的异常工况进行及时正确的预警。
2025年05期 v.52;No.237 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1503K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 刘长良;杨超杰;刘卫亮;刘帅;王梓齐;张照彦;
针对非最小相位系统建模和扰动不确定性问题,提出一种基于内模原理的自抗扰控制(IMCADRC)。根据被控对象参数信息设计内模控制器;针对非最小相位部分导致的系统响应滞后和反向响应幅值过大的问题,增加动态史密斯补偿器,实现闭环系统零点补偿;根据被控对象模型设计扰动观测补偿器(DOC),提高系统的扰动抑制能力;进一步提出基于系统鲁棒性约束的定量化参数整定规则。最后,水轮机转速控制仿真实验验证本文所提出的IMCADRC定值跟随、抗扰动和鲁棒性优势,具有很大的工程应用潜力。
2025年05期 v.52;No.237 113-118+131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 王宁玲;杨超云;王家奇;张勇;王丽霞;段立强;李承周;
面向国家双碳目标,公路交通能源结构发生了深刻变革,特别是极端气候条件和复杂应用场景给公路交通的能源需求与经济低碳运行带来极大不确定性。考虑公路交通用能特性与不确定性影响,构建了包括供给侧、转换侧和负荷侧3个子模块的高速公路综合能源系统,基于能源枢纽方法建立了风、光、电、冷、热、气、氢以及多态储能间的能量转换特性模型。综合考虑系统能量平衡、设备约束、功率约束等因素,建立了计及系统经济性和低碳性的多目标优化调度模型,得到夏季典型日和高温节假日的多能源优化调度策略,并开展车流量和碳价等因素的敏感性分析。结果表明,针对夏季高温和节假日等复杂应用场景,所提出的多目标调度模型和运行优化策略可以降低公路交通系统的碳排放量和含碳运行成本。
2025年05期 v.52;No.237 119-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2508K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 于雅雯;武昕;
为解决网络资源有限场景下数字化电网异构业务QoS难以保证的问题,建立面向数字化电网构建过程中,源、网、荷间互动业务实时交互与处理的无人机边缘网络辅助业务通信与计算模型,引入用户效用的概念,重点考虑各业务的传输速率、时延、丢包率等QoS指标需求的差异性,构建面向不同用户业务的效用函数,在正交频分复用技术的基础上,提出一种基于用户效用最大的通信资源分配与计算任务卸载模型,能够在满足各边缘侧业务QoS需求的前提下,实现系统用户效用的最大化,保证各业务获得QoS的公平性。利用交替迭代优化的方法将原问题模型中的求解变量解耦,基于双边匹配理论、注水理论和自适应粒子群算法进行求解。仿真结果表明,与现有算法相比所提算法能够有效保证电网各业务的QoS,尤其在异构业务处理方面表现出明显的优越性,保证了网络资源分配的公平性。
2025年05期 v.52;No.237 132-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K] [下载次数:0 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] 下载本期数据