2025, 40(6):1-11. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.001
摘要:随着可再生能源在输电网中的渗透水平持续提升,新能源并网引发的机端负电阻效应不断增强,导致电力系统功角稳定性面临严峻挑战,制约新能源消纳能力。针对该问题,先建立包含传统发电机组、新能源接入节点及等效负荷网络的三元单端口耦合等值模型,系统分析多节点输电网的功角稳定特性;再区别于传统单机系统分析方法,提出适用于复杂电网结构的静态功角稳定裕度量化指标,有效表征系统运行边界,突破现有静态电压稳定指标非线性特征显著、难以适应电网规划优化需求的技术瓶颈;然后,提出基于改进型 McCormick 包络法的裕度指标线性化策略,通过融合 ε约束理论与多目标混合整数规划方法,构建兼具经济性与稳定性的输电网扩展规划模型,并采用帕累托最优解集筛选机制,实现多目标协同优化,确保规划方案综合性能最优;最后,采用 HRP- 38高比例新能源电网规划案例进行仿真分析,验证所提模型的有效性与适用性。
2025, 40(6):12-22. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.002
摘要:为确定在新能源出力及负荷用电需求在具有互补特性的区域电网间的互济容量,充分发挥跨区域互联电网容量互济优势,减少系统备用容量配置,提升系统运行可靠性,先从源荷匹配的角度,分析互联区域电网中新能源出力与负荷用电需求的互补特性与区域电网间互济的可行性;再提出源荷匹配后剩余功率互济能力量化算法;然后,为充分挖掘互济潜力的同时兼顾经济性,基于各区域电网优先参与内部电能交互的原则,以互联区域电网整体运行成本最小为目标,综合考虑系统内外部电力交互、源荷匹配后剩余功率互济能力等约束条件,构建区域电网时空互济容量优化评估模型;最后,采用 MATLAB 数值软件中的 Cplex求解器对该模型进行案例仿真分析与求解,验证所提模型的有效性。
2025, 40(6):23-31. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.003
摘要:基于事件触发机制,研究非周期拒绝服务攻击下多区域互联电力系统的负荷频率控制。首先,建立非周期拒绝服务攻击下多区域互联电力系统的数学模型;其次,设计切换状态观测器,分别估计非周期拒绝服务攻击的休眠期和活跃期下的系统状态;再次,为节省通信资源,在观测器 -控制器通道引入事件触发机制,并基于状态观测器设计反馈控制器;最后,以三区域互联电力系统为例进行仿真验证,仿真结果表明所提出的控制方法能够有效抑制非周期拒绝服务攻击带来的不良影响。
2025, 40(6):32-42. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.004
摘要:为提升变压器故障诊断精度,提高模型识别的效率,改善不平衡样本对变压器故障识别模型的不良影响,提出一种基于边界线合成少数类过采样技术 (borderline synthetic minority over-sampling technique,BSMOTE )与北方苍鹰优化 (northern goshawk optimization,NGO)算法的双层极限梯度提升 (extreme gradient boosting,XGBoost )的变压器故障模式识别模型。首先,利用 BSMOTE 对少数类样本进行扩充,得到平衡的数据集。其次,通过无编码比值法建立多维特征量,并采用 XGBoost 确定最优特征子集。再次,通过 NGO对XGBoost 进行参数寻优,得到变压器故障诊断模型,实现对变压器故障的准确识别。最后,采用实例对所提方法进行了仿真分析。所提方法的诊断准确率比递归特征消除法 (recursive feature elimination,RFE)、随机森林 (random forest,RF)特性筛选、分类提升(categorical boosting,CatBoost )特征提取与 19维特征分别提高了 2.88%、4.03%、4.44%与7.47%。研究结果表明,所提方法故障辨识精度高、误判率低、性能稳定。
2025, 40(6):43-53. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.005
摘要:当负荷突变、发电机熄火或输电线路故障等扰动发生时,系统会产生功率振荡 (power swing,PS)。此时,距离保护观测到的阻抗轨迹可能会入侵保护 Ⅲ区,导致距离保护误动或拒动,发生级联灾难。正确区分功率振荡和故障至关重要。提出一种基于改进椭圆拟合的距离保护方法。该方法先利用保护安装处电压和电流 信 号 构 建 莉 萨 如 图 形 (Lissajous figure,LF),并 采 用 临 界 条 件 检 测 (critical condition detection algorithm,CCDA)算法;再通过拟合轨迹,计算椭圆面积及其 Hausdorff 距离来区分系统临界条件与故障;然后,对各类功率振荡、负荷入侵、电压不稳定、电气中心发生故障等临界条件进行了模拟和分析,并考虑故障位置、故障阻值、类型和起始角等方面的影响;最后,采用算例进行了仿真,证明所提算法适用于各类复杂临界情况,能准确拟合信号轨迹;即使观测到的阻抗轨迹入侵保护 Ⅲ区,也不会跳闸,且所提算法能迅速识别并执行振荡闭锁与解闭锁功能。研究结果表明,该方法不依赖高采样率,计算简单,抗噪性佳,响应速度快,能有效区分远端功率振荡和高阻故障。
2025, 40(6):54-66. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.006
摘要:为有效预防线路时序故障导致的电网连 锁故障,提出一种融合深度强化学习 (deep reinforcement learning,DRL )与暂态稳定约束的辨识方法。该方法核心在于将辨识任务形式化为一个马尔可夫决策过程 (Markov decision process,MDP )问题,使DRL智能体能够通过与暂态仿真环境的交互学习,高效筛选出导致系统失稳的关键故障路径。其先引入一种结合 Q值与时序累积效应的薄弱度指标,实现对薄弱线路的精准定位;再结合电网时域暂态仿真计算,筛选易导致电网失稳的关键故障;然后,结合时序故障累积效应与 Q学习,提出线路薄弱度指标,计算得到时序故障累积效应情况下考虑暂态稳定约束的电网薄弱线路;最后,使用 IEEE 5节点、IEEE 39节点和 IEEE 300节点系统作为测试案例,进行仿真,其仿真结果均验证了所提方法在学习效率和识别电网薄弱环节方面的适用性。研究结果表明,该DRL方法在 Q学习的基础上结合乐观的初始猜测和贪心算法,可实现对关键故障的选择,并能评估在不同线路故障情况下的学习效率,其稳定性和训练速度均较好。
2025, 40(6):67-76. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.007
摘要:大规模新能源场站中多台虚拟同步发电机 (virtual synchronous generator,VSG)的并联运行可能会引起系统功频振荡问 题。为更好地协调多单元运行,提升振荡抑制效果,提出一种优化暂态惯量阻尼的振荡抑制策略。首先,基于小信号模型,揭示系统振荡机理与固定参数对稳定性的影响;其次,引入系统惯性中心,并将其作为全局协调基准,根据各 VSG频率偏离惯性中心的程度及其变化率来优化惯量与阻尼特性,加速系统暂态能量衰减,有效减小负载扰动下各 VSG频率差异,在不影响稳态运行的前提下,大幅缩短暂态过程中系统调节时间,降低冲击功率;再次,基于李雅普诺夫定理证明所提策略下系统的稳定性;最后,在Simulink 仿真软件和 RT-LAB 半实物平台上验证所提策略的有效性。该研究可为大规模新能源场站中的多台虚拟同步发电机的并联运行提供理论支持与参考。
2025, 40(6):77-89. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.008
摘要:针对电动汽车和新能源发电广泛接入的农村配电网中新能源消纳和季节性负荷供应存在压力的问题,提出一种利用智能软开关,并采用将变压器柔性互联、电动汽车的有序充电、变压器合理经济扩容这 3种方法相互协调配合的联合调控策略,在满足新能源配电网的季节性负荷需要的同时,提高新能源消纳能力。首先,分析新能源背景下的农村地区不同台区变压器使用情况及其负荷特点;其次,建立电动汽车有序充电模型、变压器容量评估体系模型和协同调控运行模型;再次,采用凸松弛和线性化方法,将构建的非线性优化模型转换为二阶锥规划模型;最后,利用改进的 33节点配电网开展仿真试验,验证本文所提调控策略的实际合理性与有效性。研究结果表明,所提策略可以有效提升农村地区变压器利用率,提升变压器容量不足时的新能源消纳能力和季节性负荷供应能力。
2025, 40(6):90-100. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.009
摘要:近年来,极端气象灾害频发,严重威胁配电网的安全运行。为提高台风致灾因子强度预测精度,先构建融合多尺度注意力机制的长短期记忆网络 (long short term memory with multi-scale attention,LSTM-MSA )预测模型,该模型解决传统长短期记忆网络 (long short term memory,LSTM)模型无法捕捉局部注意力机制的不足的问题;再在此基础上,为降低台风灾害对配电网的冲击,将线路加固、联络开关投切、风力发电和储能系统调控相结合,提出考虑多元灵活性资源协同优化的韧性提升策略;最后,基于 IEEE 33节点和 IEEE 69节点配电网系统进行算例分析,验证所提方法的可行性与有效性。所提方法为提升城市配电网鲁棒性提供新的视角和实用的方案。
2025, 40(6):101-108. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.010
摘要:随着分布式光伏不断发展,配电网电压越限风险与电能质量劣化问题愈发严重。为此,提出一种基于时变Copula函数的分布式光伏接入配电网薄弱点辨识方法,并对其进行风险评估。该法通过分析分布式光伏输出的相关性来识别电力系统元件状态的薄弱性,提升配电网的可靠性。先基于时变 Gaussian Copula 函数分析分布式光伏出力相关性,实现复杂函数采样,精确描述分布式光伏相关性;再采用 Newton-Raphson 潮流计算方法的线性化模型,将复杂的非线性化问题简化求解;然后,提出一种基于重复潮流计算的量化方法来评估系统的可靠性,并结合效用理论来识别元件的薄弱环节;最后,通过改进的 IEEE 33节点系统对所提方法进行仿真试验。研究结果表明,所提方法可提高分布式光伏出力的精度,定量分析不同分布式光伏比例对电力系统运行风险的影响。
2025, 40(6):109-121. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.011
摘要:针对目前低压台区用户相位识别不精确的问题,提出一种基于用户电压数据的局部线性嵌入 (locally linear embedding,LLE)降维和高斯混合模型 (Gaussian mixture model,GMM)聚类算法的相位识别方法。先提取台区用户智能电表中的电压数据,并采用主成分分析法 (principal component analysis,PCA)实现降噪和去冗余;再采用导数动态时间弯曲 (derivative dynamic time warping,DDTW)度量用户电压之间的相关性;然后,采用 LLE降维提取用户的电压数据特征,采用 GMM聚类算法对用户进行相位识别;最后,在实际台区进行了仿真验证,所提方法准确度高达 100%。研究结果表明,所提方法能有效解决台区用户相位识别问题。
2025, 40(6):122-135. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.012
摘要:配电网台区运行时会产生大量电压异常数据,这些数据无法正确反映配电网的运行工况,还会严重影响台区电压特性分析。因此,台区电压运行数据的异常检测具有重要意义。针对传统异常检测方法精度不高的问题,提出一种结合修剪窗口特征提取聚类 (trimmed window feature extraction clustering,TFEC)和最近邻隔离的集成异常数据检测算法 (isolation-based anomaly detection using nearest-neighbor ensembles,INNE)。先使用 TFEC的修剪窗口提取原始数据日特征,基于 PCA和K-means 算法对日特征数据进行降维聚类,最终得到多种日波动类型的原始电压运行数据簇。然后,使用 INNE算法在每一簇的数据空间中构造集成 INNE检测器并计算每个样本的综合异常得分,根据异常得分确定异常样本。该模型的主要优势在于通过结合修剪窗口和聚类,进一步扩大了 INNE算法在局部和全局异常检测能力方面的优势。最后,使用某市配电网台区实际电压运行数据进行验证,与其他算法的召回率等多项评价指标进行综合对比。结果显示,TFEC-INNE 模型在各种异常场景下检测效果都有提升。
2025, 40(6):136-146. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.013
摘要:为发挥无功设备与光伏逆变器的无功调控与调控电压的能力,提升系统运行效率,提高安全稳定性,提出一种基于电压分区权重的自适应的光伏逆变器和磁控电抗器配电网无功电压协调控制方法。先检测并网点电压区间,自适应得到权重计算综合策略下的无功功率,对光伏逆变器进行控制;再建立以电压偏差与有功网损为目标的优化模型,并基于改进量子粒子群算法,对含磁控电抗器与逆变器的配电网进行无功优化;最后,对改进 IEEE 33节点系统进行仿真分析。仿真分析结果表明,当有功出力为 2 MW时,所提策略使得网络平均电压偏差降低4.28%;在逆变器与磁控电抗器协调无功优化过程中,利用改进量子粒子群算法,使网损最大减少 2 663.186 kW,光伏所在节点 (10、15、24、30)的平均电压偏差分别降低 1.63%、2.32%、0.38%、0.49%。研究结果表明,所提方法能有效提升电网稳定性与经济特性。
2025, 40(6):147-155. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.014
摘要:针对复杂电能质量扰动 (power quality dist urbances,PQDs)信号难以精确分类识别的问题,提出一种基于语谱图和轻量化二维深度可分离卷积神经网络 (2 dimensional depthwise separable convolution,2D-DSCNN )的PQDs识别方法。首先,采用时间 -频率分析,将PQDs信号转换为语谱图,以图像形式呈现复杂信号数据;其次,采用深度可分离卷积技术,构建轻量级的 2D-DSCNN 模型,分类识别不同 PQDs信号的语谱图;最后,用仿真试验验证所提方法的可行性与有效性。研究结果表明,该方法能有效识别和分类各种 PQDs信号,具有较高的准确率和较强的抗噪声能力,且该模型轻量化程度较高,适用于边缘设备部署和实时监控。
2025, 40(6):156-163. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.015
摘要:电能质量的异常检测对于配电网的可靠运行至关重要,其精准性直接关系到电网系统的稳定性和安全性。而在实际工作中,通过人力对异常情况进行实地分析不仅费时费力,且无法做到提前治理。为此,提出一种结合特征筛选、信号分解和基于注意力的深度神经网络的配电网电能质量异常预测模型。首先,采用基于最大互信息系数(maximal information coefficient,MIC)的快速相关性滤波算法 (fast correlation-based filter,FCBF)组合特征筛选方法对输入数据进行特征选择。其次,将选定的输入特征和相应组件输入时域融合变换器 (temporal fusion transformer,TFT)模型进行预测,输出电压偏差、频率偏差和谐波畸变率等电能质量异常预测结果。与传统模型相比,该模型显著降低了复杂性和计算时间,并能提高故障诊断的准确性。该方法实现了对电能质量的实时监测,推动了配电网运维日常管理的智能化、可视化。
2025, 40(6):164-174. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.016
摘要:晶闸管型混合式直流断路器通过直流系统对电容进行预充电,并采用 LC振荡辅助故障电流换流和开断,但其存在振荡电流幅值大、不具备重合检测功能等问题,导致其在瞬时故障率高的架空线柔性直流电网中的推广与应用受限。为此,提出一种具备低幅值振荡电流和重合检测功能的晶闸管型混合式直流断路器,采用电容分压预充电和电容能量传递方式,在不增加额外成本和控制复杂度的前提下,降低振荡电流幅值,增加重合检测功能。首先,分析现有方案产生高幅值振荡电流的原因,提出电容分压预充电和电容能量传递方案。其次,详细阐述所提方案的拓扑结构,分析其直流开断与重合检测运行原理。再次,开展参数影响分析,确定电容、电感参数选取范围。最后,通过仿真案例与对比分析,证明所提方案的有效性与技术经济性。该文可为推动中国架空线柔性直流电网发展提供借鉴。
2025, 40(6):175-183. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.017
摘要:作为高压直流输电换流站的关键设备的换流阀如果长时间运行,可能出现状态异常。针对阀厅内的换流阀非本体背景噪声可能导致声纹异常、抗噪性能不稳定的问题,提出基于声纹信号滤波器组 (filter banks,Fbank )特征和改进降噪自编码器的换流阀异常检测方法。先采集换流阀运行过程中产生的声纹数据,提取声纹数据的Fbank特征,并通过滑动窗口处理得到包含时序信息的样本;再构建基于环境噪声和双通道的降噪自编码器,对正常样本进行训练,通过融合定向距离 (fused directional distance,FDD)重构误差,计算多特征阈值;最后,对测试数据添加不同信噪比的说话噪声、白噪声与工业背景噪声,进行综合性能评估。研究结果表明,与其他异常检测模型相比,所提出方法的性能更好,具有较好的抗噪性。
2025, 40(6):184-192. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.018
摘要:在“双碳”背景下,碳排放量的核算结果是各级政府制定碳减排政策的重要依据之一。由于计算区域碳排放量所需数据的获取难度较大,故依赖这些数据的传统计算方法对城市区域级别的碳排放量计算适用性不佳、准确率较低。为此,提出一种考虑重点行业电力消费的城市区域碳排放量预测与影响因素分析方法。先挖掘区域重点企业、住宅和交通电力 ?能源 ?碳排放转换关系,并基于这些企业的碳排放量数据计算各行业在该区域的碳排放量;再利用动态时间规整 (dynamic time warping,DTW)模型,计算这些行业与该区域的电力碳排放量关联度,并通过箱线图筛选区域重点电力消费行业;然后,建立基于长短期记忆网络 (long short-term memory,LSTM)的区域碳排放量预测模型,得到区域碳排放量的预测结果,搭建基于可拓展的随机性的环境影响评估模型 (stochastic impacts by regression on population affluence and technology,STIRPAT )的区域碳排放量影响因素分析模型;最后,以中国东部某城市新区为研究对象,展开实证分析,预测该新区 2022年的碳排放量,并分析该新区碳排放量变化的主要影响因素。该研究可为考虑重点行业电力消费的城市区域碳排放预测提供参考。
2025, 40(6):193-203. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.019
摘要:电网调度中心通过与电动汽车 (electric vehicle,EV)用户签订需求响应协议,实现对 EV需求响应的有序调度。EV用户可能会出现提前结束充电、虚报可调度负荷等违约行为,影响电网调度策略的施行效果。为提升电网调度策略的可靠性,提出基于 EV用户响应信用度评估的 EV可靠调度策略。首先,分析 EV用户响应信用度的影响因素,从诚信度、合规度和支持度出发,构建 EV用户响应信用度评估指标模型;其次,为更准确表征电网专家对EV用户信用度指标权重的判断,提出基于 T-球形模糊数的改进层次分析法计算指标权重;再次,构建考虑 EV用户信用度和电网负荷波动的优化调度模型,求解 EV调度策略;最后,采用算例对所提模型与策略进行了验证。研究结果表明,相比于未考虑用户信用度的调度策略,所提策略实际可调度的 EV负荷更多,不仅有效平抑电网波动,还能降低电网潜在的风险与损失。
2025, 40(6):204-212. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.020
摘要:在复杂电磁环境下,种类繁多、调制方式各异的电磁干扰信号会引起单相电能表性能下降。针对复杂电磁信号随机性和动态性的特点,先建立 m序列动态测试信号的参数模型;再建立单相电能表结构化测量模型与电磁信号对单相电能表计量误差影响的数学模型;然后,模拟并分析电磁信号对电能表随机干扰的影响;最后,通过仿真与试验测试,分析电磁信号对单相电能表计量误差的影响。研究结果表明,所提方法能较好地度量复杂电磁信号对单相电能表计量误差的影响。
余佶成,周峰,殷小东,岳长喜,梁思远,张嘉祺,刘佳乐,李磊,胡晓旭
2025, 40(6):213-220. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.021
摘要:及时准确地监测泄漏电流,是实现电气设备绝缘监测和故障预警、保障电网安全稳定运行的基础。随着可再生能源和电力电子设备的广泛应用,泄漏电流的测量需在不影响设备正常工作的情况下实现 mA级准确测量。隧穿磁阻 (tunneling magnetoresistive,TMR)技术通过量子隧穿效应感应待测电流激发出的磁场,其独特的材料结构赋予其超低功耗和微弱电流检测能力,为该传感器设计提供了核心支撑。先基于 TMR工作原理,构建了适用于mA级非接触式测量的电流传感结构。然后,针对 TMR传感器在复杂温度环境下的灵敏度温漂问题,创新性地提出一种基于三次样条插值的软件补偿方法,通过对传感器在不同温度下的输出数据进行拟合,获得连续的灵敏度补偿曲线,显著提升传感器的温度稳定性,并优化设计了传感器的聚磁环和信号处理电路。最后,通过研制样机进行实验,证明在 ±250 mA电流范围下,所设计的高性能非接触式 mA级TMR电流传感器能够以 0.2%FS精准测量电流,温漂系数低至 106.3 ppm/℃,较传统硬件补偿方法 (387.9 ppm/℃)降低了约 73%,大幅抑制了环境温度影响,且灵敏度为 9.994 V/A,满足电网安全运行、绝缘检测等领域的微弱电流测量需求。
2025, 40(6):221-232. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.022
摘要:针对电力客户缺乏碳减排积极性及现有能源 消费模式粗放导致用户侧减碳潜力无法充分释放、能源利用率低的问题,提出引入碳交易机制的综合能源系统经济优化方法。首先,提出阶梯式正负碳交易机制,通过经济盈亏引导用户主动进行降碳行为;然后,对电转气装置进行两阶段优化,再采用可调热电比的热电联产装置,构建基于电 ?氢互动的综合能源系统模型,提高综合能源系统能源利用率;最后,结合电价型需求响应,提出基于改进碳交易机制的综合能源系统低碳需求响应优化方法,进一步降低碳排放与经济成本。多个实验场景对比结果表明,所提方法与阶梯式碳交易机制相比可使系统碳排放降低 3.97%,结合需求响应后可进一步降低 1.58%的碳排放与 0.11%的经济成本。
2025, 40(6):233-240. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.023
摘要:在气体绝缘开关设备 (gas insulated switc hgear,GIS)中,隔离开关操作易引发特快速暂态过电压 (very fast transient overvoltage,VFTO)。为模拟并分析此电磁暂态现象及其潜在危害,在传统方法的仅考虑工频过零熄弧逻辑的基础上,考虑高频振荡过零因素,提出详细的熄弧和重燃弧的逻辑判断流程,构建 1 000 kV的GIS暂态电路模型,并对其进行仿真分析。研究结果表明,隔离开关重燃弧时,负载侧呈不同宽度的 “阶梯状”电压响应,母线末端出现尖峰过电压,但变压器入口处的 VFTO幅值未达到绝缘击穿阈值;随着负载侧残余电压升高,燃弧频次也随之增加。相比传统模型,考虑高频振荡过零熄弧的新模型的 VFTO燃弧次数增加了 40次,其幅值提升 0.27 p.u.。该研究可为深入理解 GIS中的电磁暂态现象和优化变电站绝缘设计提供参考。
2025, 40(6):241-249. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.024
摘要:太阳直接法向辐射的间歇性与不确定性会影响光热电站电力输出的稳定性。针对该问题,提出一种基于聚类、霜冰优化算法 (rime optimization algorithm,RIME)与优化轻梯度提升机 ( light gradient boosting machine,LightGBM )的光热电站太阳直接法向辐射预测模型。先通过皮尔逊相关系数筛选太阳直接法向辐射的强相关气象参数,并采用小批量 K均值(mini batch K-means,MBK)聚类算法对历史气象数据进行分类;再利用 RIME对LightGBM 超参数寻优,建立不同类别历史气象数据的太阳直接法向辐射预测模型;然后,以预测日每小时与各聚类中心强相关气象参数数据的欧式距离为依据,选择相应预测模型,对太阳直接法向辐射进行预测;最后,采用美国加州某地光热电站 2000—2019年的历史气象数据,对所提模型进行验证。研究结果表明:所提预测模型能较准确地预测太阳直接法向辐射的数值及变化趋势。
2025, 40(6):250-259. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.025
摘要:不同区域电网之间可以实现灵活性资 源互济,新能源占比较高区域可从其他区域获取灵活性资源,保证电网自身的安全灵活运行。基于此,提出一种考虑主从博弈的多元灵活性资源跨区优化调度方法。先量化分析风光新能源灵活性调节需求和源 ?荷?储三侧典型灵活性资源的灵活性供给能力,以各运营商和聚合商净收益之和为最小为目标,构建上层区域内多主体优化模型。然后,分析联络线灵活性互济能力,以各区域电网运行成本最小为目标,构建下层多区域电网互济优化调度模型,并与上层模型展开主从博弈。最后,构建 3个互联的 IEEE 39节点系统开展算例分析,结果表明,上述基于主从博弈的双层优化调度模型可有效降低系统运行成本,提升电网整体灵活性互济水平。
2025, 40(6):260-270. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.026
摘要:随着中国电力市场改革的不断深化,电力交易平台将面临更多类型的市场用户、更复杂的交易品种以及更高频的交易活动。作为核心交易中介,电力交易机构在承担大量运营和管理成本的同时,也面临日益增加的交易信用风险,即市场交易主体能否按时履约。此类信用风险存在于交易账户,并与市场波动和用户财务状况密切相关。梳理国际金融领域的传统信用风险度量模型,并基于某省电力市场仿真结果,结合混合信用评分模型,量化分析在完全现货市场条件下电力交易机构可能面临的服务费缴纳情况,研究视角是电力交易机构的服务费回收风险。仿真结果表明,交易电量规模特别大的用户违约对机构成本回收影响显著,在压力测试情景下 (如两家特大规模用户同时违约 )可能造成较大成本缺口。因此,须在未来建立更完善的保障机制,以应对潜在的大型用户违约风险。
2025, 40(6):271-280. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.027
摘要:针对分布式能源发电站和工业园区点对点电能交易,构建点对点购售电交易主从博弈的双层优化模型。其上层以分布式能源发电站利润最大为目标,以划分电价时段、电价定价和站内储能设备充放电功率为决策变量,以供求差异为状态变量,以一定的差异范围确定电价的谷值、峰值时段;设计一种电价响应系数,该系数取决于各时刻电力负荷弹性矩阵的需求响应效果,从而确定各时段电价;其下层以工业园区生产计划的匹配度最高和购电的经济性最好为目标,以需求响应的负荷调整为决策变量。其中,生产计划的匹配度设定为工业园区参与需求响应后各时刻电力变化与原生产计划的一致程度。其下层多目标采用增广 ε-约束法求解,获得帕累托最优解集。算例结果表明,在点对点电能交易中,采用电价时段划分与定价方法可提高分布式能源发电站的利润,降低用户用电成本,有效减少弃风弃光,激励交易主体积极参与点对点电能交易。
2025, 40(6):281-289. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.028
摘要:随着以风电、光伏为代表的新能源持续快速发展,常规化石能源机组面临固定成本回收困难的问题,须通过容量电价回收常规机组固定成本。但目前的容量电价分摊过程缺乏对负荷率相关因素的考虑,其分摊结果难以合理反映不同负荷率用户的实际供电成本,导致容量成本在不同用户间分摊不公平。为此,先概述电力用户行业分类方法与中国常用的用电行为指标;再选取合适的客户标签,对模糊聚类分析模型进行了分析;然后,提出基于熵权法的用户侧容量补偿综合分摊方法与兼顾支付能力和偏差电量的分配方案;最后,通过实际算例,展示了该分摊机制的具体计算流程和分配结果,验证其在不同类型用户间使用该分摊机制的合理性、公平性和可行性。
2025, 40(6):290-304. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.06.029
摘要:在能源互联网背景下,传统有功平衡调节产品难以满 足新型电力系统对可靠性、灵活性及低碳性的要求。为解决国内调节产品设置单一且难以应对发电波动性增加的问题,提出了平衡需求的概念,并基于信号时频域分析方法设计有功平衡服务产品体系。该方法先通过 K-shape 聚类识别典型日平衡需求,结合集合经验模态分解对调节信号进行多级划分,再通过时频域分析进行产品标准化设计。以调频和备用产品为例,进行定量分析,验证了该方法的有效性。结果表明,该产品体系设计方法有助于实现资源的最优配置,降低市场成本。为各区域电力系统进行调节能力的层级划分,确定产品数目及响应时间要求,设计符合地区实际情况的有功平衡服务产品体系提供指导。

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