供用电

 

本期栏目

特别策划

  • 乡村新型负荷可调潜力挖掘及与电网友好互动技术

    唐巍;张璐;

    <正>在乡村振兴和“双碳”目标战略指引下，设施种植、养殖、冷链仓储、休闲旅游等农业产业迅猛发展，新能源汽车、电动化农机规模化增长，具有柔性调节潜力、与电网互动能力的乡村新型负荷的种类、体量日益增多。在此背景下，充分挖掘乡村新型负荷的可调节潜力，通过源荷、网荷协同互动消纳分布式可再生能源，支撑乡村电网安全稳定运行，对于促进新型乡村电力系统建设和我国能源绿色转型具有重要理论价值和现实意义。《供用电》2025年第12期的特别策划以“乡村新型负荷可调潜力挖掘及与电网友好互动技术”为主题，涉及冷库净负荷短期预测、乡村电动汽车充电行为分析及动态承载能力评估、配电网–植物工厂主从博弈优化调度、深度强化学习电压控制、末端多微电网协同支撑优化控制等方向。

    2025年12期 v.42;No.301 2+1页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]

  • 基于多头注意力机制与多任务学习的冷库净负荷短期预测模型

    梁琛;李亚昕;罗利;赵子玮;张艺林;唐俊杰;

    为克服净负荷传统直接预测会忽视负荷与光伏出力的内在特性差异，而间接预测易引入误差叠加的不足，提升冷库净负荷预测精度，提出了一种基于多头注意力机制与多任务学习的改进长短期记忆网络模型（multi-head attention-multi-task learning-LSTM,MHA-MTL-LSTM）。该模型在提取冷库负荷与光伏时序特征时，通过多头注意力机制对历史序列中不同时刻的特征进行自适应加权，从而增强模型对关键运行状态的捕捉能力；同时，采用多任务学习框架并行输出负荷、光伏以及净负荷预测值，并在损失函数中引入物理约束与峰段加权机制，有效保证了预测结果的合理性与准确性。结果表明，所提出的MHA-MTL-LSTM模型能够实现对冷库净负荷的准确预测。

    2025年12期 v.42;No.301 3-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2251K]

  • 乡村电动汽车充电行为建模与承载能力分析

    张璐;孙佳杭;李宗晟;孙朴良;张琳娟;许长清;李文峰;

    目前大力推动电动汽车下乡，规模化电动汽车充电对乡村电网安全运行的影响日益凸显。针对乡村电动汽车出行规律与城市有较大区别，传统单一限值的承载能力评估方法误差较大的问题，提出一种乡村电动汽车时空动态承载能力评估方法。考虑乡村典型功能区域、乡村路况及气象条件等相关因素，建立乡村电动汽车出行链和充电行为模型，获得典型电动汽车充电负荷曲线；以最大化乡村电网各时段可接入电动汽车总容量为目标，考虑配电网潮流、节点电压等约束条件，建立乡村台区功率调控可行域模型；基于典型充电负荷曲线和乡村电网功率调控可行域，提出电动汽车时空动态承载能力评估方法。通过某省乡村电网实际算例仿真结果表明，所提方法能够刻画电动汽车承载能力在时序和空间下的耦合关系，从而实现精细化评估。

    2025年12期 v.42;No.301 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2596K]

  • 基于可调节潜力评估的配电网-植物工厂主从博弈协同优化调度

    王轩;唐巍;张志刚;刘艺梦;佟博;

    为解决植物工厂接入配电网导致其峰谷差率增大及网损过高的问题，提出一种基于可调节潜力评估的配电网–植物工厂主从博弈协同优化调度方法。首先，考虑植物工厂用电需求、作物动态生长模型及作物对环境因子的耐受性，构建作物不减产、作物适量减产2种场景下的植物工厂可调节潜力评估模型。其次，将配电网作为领导者、植物工厂作为跟随者，建立配电网–植物工厂主从博弈优化调度模型，配电网以经济效益最大为目标制定实时电价，植物工厂以利润最大为目标调整用电功率，将植物工厂可调节潜力作为约束嵌入主从博弈框模型，采用内点法对模型进行求解。最后，通过算例验证了该方法在降低配电网网损及峰谷差率、提升系统整体经济效益方面的有效性。

    2025年12期 v.42;No.301 23-32+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2153K]

  • 融合图注意力与多智能体深度强化学习的乡村电网双时间尺度电压控制

    李渊;陈仙智;王振;梁锋;陈永华;

    为解决高比例分布式光伏接入乡村电网引发的源荷不平衡、就地消纳困难、电压越限以及现有控制方法在动态拓扑感知和多设备协同上的不足，提出一种融合图注意力网络（graph attention network,GAT）与多智能体深度强化学习的乡村电网双时间尺度电压协同控制方法。该方法构建了双时间尺度协同控制框架，在慢时间尺度下利用基于GAT的多智能体算法协同调控开关对和有载调压变压器的动作，在快时间尺度下采用二阶锥规划优化光伏逆变器的无功输出，并设计了多层级奖励函数以引导智能体学习安全经济的策略。IEEE 33节点系统上的仿真结果表明，所提方法能够将各节点电压严格维持在理想区间内，其平均电压偏差、电压标准差等关键性能指标在消融实验和对比实验中均达到最优，有效抑制了电压越限风险，为促进乡村清洁能源安全、高效就地消纳提供了有效方案。

    2025年12期 v.42;No.301 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K]

  • 多微电网协同支撑的乡村电网双层强化学习优化调控策略

    郑舒;张毅;李渊;陈永华;

    分布式电源出力波动易造成设备过载和电压越限，威胁电网安全可靠运行。针对乡村电网网架薄弱、通信条件和可观可测性差导致传统依赖精确潮流计算的优化方法难以适用的问题，提出一种基于双层强化学习的多微电网协同优化调控策略，该策略分为协同调控层和自治优化分配层。协同调控层将微电网作为双向可控的功率聚合单元，基于融合注意力机制的多智能体强化学习方法求解生成多微电网协同调控指令。自治优化分配层以协同调控指令作为配-微边界功率约束，采用约束强化学习算法求解满足电压安全需求的微电网内部最优功率分配问题。以实际乡村电网为算例进行仿真验证，结果表明所提方法能够提升电压质量和降低网络损耗，实现乡村电网安全经济运行。

    2025年12期 v.42;No.301 41-51+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3265K]

配电信息物理系统

  • No.4配电信息物理系统优化分析

    刘东;翁嘉明;陈飞;

    针对传统配电网优化分析在应对新能源波动性、用户侧弹性以及信息物理故障叠加等复杂挑战时的局限性，提出配电信息物理系统（cyber-physical distribution systems,CPDS），通过“物理实体-信息空间-价值网络”的深度融合，构建动态闭环优化体系。在研究方法方面，系统梳理了CPDS优化分析的形态演进场景特征，提出“形态演进模型-场景特征解析-关键技术实现”的三层研究架构，以刻画能量流、信息流与价值流的耦合机制。研究结果显示，CPDS在源网荷储协同优化及电碳路由推演场景中得到了有效应用。研究结论为新型配电系统的安全经济运行提供了理论依据与实践途径。

    2025年12期 v.42;No.301 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]

配电

  • 考虑电动汽车换电站灵活性的配电网经济性与可靠性综合评估研究

    蔡燕春;张少凡;汪华;李妍红;陈金富;

    电动汽车的大规模并网对配电系统的可靠性产生了较大影响，通过电动汽车换电站的电池灵活性资源以及车网互动技术，可有效提升配电网的经济效益和运行可靠性。为此，提出一种综合评估框架来分析电动汽车换电站和车网互动技术在配电网的经济性和可靠性提升方面的潜在作用。首先，在深入分析电动汽车换电站实际运行模式及其对配电网效益提升作用的基础上，提出一种考虑可用发电容量的换电站运行特性模型。其次，考虑目标函数动态调整策略，构建集成换电站的配电网滚动优化调度模型，以实现可靠性和经济性协同趋优。然后，将该滚动优化模型嵌入序贯蒙特卡洛模拟中，提出一种考虑电动汽车换电站灵活性的配电网经济性与可靠性综合评估框架。最后，通过相关算例分析，验证了所提综合评估框架的有效性。

    2025年12期 v.42;No.301 58-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2930K]

  • 计及拓扑灵活性的配电网概率潮流计算方法

    陈明;孙国强;陈胜;卫志农;臧海祥;

    针对现有的基于深度学习的概率潮流模型在拓扑灵活多变场景下无法实现配电网高效准确概率潮流计算的问题，提出了一种深度神经网络（deep neural network,DNN）多拓扑联合训练方法。首先，在不同的拓扑结构下根据支路的开断状态对支路导纳进行采样，从而实现以支路导纳的变化反映配电网拓扑结构的变化。然后，将多种拓扑结构下的支路导纳作为决策变量，与光伏出力和负荷联合作为输入，将节点电压幅值和相角作为输出来训练DNN。最后，通过IEEE 33节点配电网算例和Bus 119大型实际配电网算例进行仿真分析，验证了在拓扑灵活多变的情况下，使用所提多拓扑联合训练方法训练出的DNN模型计算配电网概率潮流具有较好的计算精度。

    2025年12期 v.42;No.301 70-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2342K]

  • 免同步授时和控制流量的多端配电网5G差动保护策略

    王元上;袁至;王维庆;

    5G通信在高密度数据传输时流量消耗多，无线通信长时间高负荷工作运维成本高，不利于5G差动保护在配电网中的大规模应用。针对此问题，提出了以数学形态学提取到的电流波形波峰波谷信息作为实时传输数据的方法来降低通信流量。另外，5G差动保护需要增加额外的接收装置和同步电路并通过全球定位系统（global positioning system,GPS）进行同步授时，增加了保护的复杂性。针对此问题，分析了多端配电网区内故障的波形特征，提出了以波峰波谷信息为时间探针的Tellegen故障判别算法，进而设计了一种免同步授时和节省流量的多端配电网的5G差动保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，所提保护方案能够在低流量消耗的前提下实现免同步授时的差动保护，保证多端配电网发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。

    2025年12期 v.42;No.301 79-88+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2257K]

用电

  • 计及电量分解的发用两侧绿电交易结算方法研究

    胡泽萍;张金良;傅悦;沈韬;

    为解决绿色电力交易中结算主体繁多、规则复杂导致的电费核算难题，提出一种计及电量分解的发用两侧绿电交易结算方法。该方法首先从交易方式、结算主体和结算技术3个维度分析绿电交易结算机理，然后分别构建发电企业、市场化用户和售电公司的结算模型，重点考虑差额绿电追补电费、偏差考核电费及用户电量分解对结算结果的影响，并依据市场动态和主体特性对电价及计量电量计算规则进行分类优化。算例验证结果表明，所提方法可准确核算多主体绿电电费，有效保障发用两侧结算主体的经济利益。

    2025年12期 v.42;No.301 89-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2061K]

新能源

  • 两阶段序列分解重构的多步短期风电功率预测

    环加飞;张伟韬;姜霁轩;周玲;朱红路;

    为减轻风电功率预测中的不确定性与数据噪声对电网运行的影响，提出一种基于两阶段序列分解与重构的多步短期风电功率预测模型。首先使用完全集合经验模态分解（complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN）将原始风电序列分解为多个模态分量，根据排列熵划分高频和低频分量；高频分量通过小波包分解（wavelet packet decomposition,WPD）重构，低频分量根据相似性叠加重构；随后结合双向门控循环单元（bidirectional gated recurrent unit,Bi GRU）和自注意力机制构建多步预测模型，并采用指数权重衰减的损失函数。在真实风电功率数据集上，该模型单步预测优势显著，多步预测时误差增长幅度较小。该方法为风电功率预测提供了一种高效且稳定的解决方案。

    2025年12期 v.42;No.301 101-110+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2335K]

设备研制与应用

  • 基于电压时间序列相似度的锂离子电池内短路故障识别方法

    张元星;李涛永;李斌;张晶;蒋林洳;唐攀攀;

    为实现锂离子电池（lithium-ion batteries, LIBs）早期内短路（internal short-circuit, ISC）故障的准确检测与定位，提出基于电压时间序列相似度的识别方法。该方法将电压曲线划分为多段，采用动态时间规整（dynamic time warping, DTW）算法计算电压时间序列相似度，提取4个ISC故障相似性特征，以数据驱动方法建立分类模型；设计基于投票算法和多级队列的容错机制对诊断结果进行冗余校验。模型在不同工况下对串联模组中故障单体的识别准确度达99.34%，实现了早期ISC故障的准确检测与定位。

    2025年12期 v.42;No.301 111-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K]