特别策划

• 光储直柔建筑直流配用电关键技术

  郝斌;

  <正>光储直柔的概念是2020年6月中国工程院院士江亿提出的。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》（国发[2021]23号），明确提出“提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的‘光储直柔’建筑”，至此光储直柔驶入技术发展的快车道。光储直柔在建筑与电力之间架起了一座桥梁，建筑需要零碳，电力也需要零碳，建筑与电力的携手是全社会系统成本最低的零碳路径之一。在政策层面，2023年6月国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》，提出“柔性灵活是构建新型电力系统的重要支撑”。

  2025年04期 v.42;No.293 1-2页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
  

• 光储直柔建筑直流配电系统变换器运行特性研究

  李少杰;刘晓华;关博文;张涛;

  在“双碳”战略背景下，建筑光储直柔系统凭借其独特优势成为电力系统变革的关键驱动力。依托建筑实际运行数据与变换器效率动态分析，深入评估了光储直柔建筑直流配电系统中关键变换器的运行性能，并提出优化策略。研究发现，AC/DC变换器在供配电系统中的损耗尤为显著，占比高达69.3%。提出了面向实际运行性能的变换器综合运行效率评估方法，采用分段加权效率综合评估变换器在实际运行中不同负荷率区间的效率特征，精准定位30%的负荷段为效率瓶颈，损失占比达45.3%，通过此方法计算的加权综合效率与系统实际运行效率高度吻合。基于此分析，提出的AC/DC并联优化方案显著提升运行效率10.2%。进一步，系统配置充足储能可额外降低损耗约18.7%，为建筑能源系统的高效运行提供了科学依据与实践路径。

  2025年04期 v.42;No.293 3-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]
  

• 基于定电压端协调控制的多端直流系统线间潮流控制器控制策略研究

  李胜男;邓灿;荆龙;何鑫;马遵;许珂玮;李雨腾;张怡然;

  在多端直流配电网中，通过加入直流潮流控制器增强系统的潮流控制能力，并提高供电可靠性。针对配电系统中直流潮流控制器应用范围的局限性和结构的复杂性，首先以三电平线间直流潮流控制器为研究对象，提出一种基于定电压端协调控制的多端直流系统线间潮流控制器控制策略，通过控制定电压端换流器与线间潮流控制器的协同配合，在确保系统稳定运行的同时，有效提高控制的自由度并减小设备的体积。然后根据系统等效电路和功率方程，对潮流控制器和定电压端换流器的控制策略进行具体设计，解决潮流调节能力受限的问题。最后，搭建基于RT-LAB的实时模型在环仿真平台，验证所提控制策略。协调控制方案可有效应对宽范围潮流调节，同时确保系统运行的稳定性和灵活性。

  2025年04期 v.42;No.293 12-18+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 5518K]
  

• 集中式直流配电支路保护装置的研究与设计

  陈文波;赵宇明;余学文;孙芮;

  低压直流配电技术的快速发展和直流配电系统支路拓扑的日益复杂，使得传统的保护方法难以满足系统对安全性、灵活性及故障快速隔离的需求。设计了一种国产化、高精度的集中式保护装置，该装置采用全系列国产芯片，融合现代通信技术与智能算法，旨在实现多支路故障的快速精准定位与协同保护。通过试验验证与工程案例分析，证明该保护装置能显著提升多支路直流配电系统的故障处理能力，缩短故障响应时间，增强系统供电可靠性。

  2025年04期 v.42;No.293 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2123K]
  

• 基于塑壳断路器保护功能和变换器故障穿越特性的建筑直流系统最简保护方案

  周余涵;李泽锴;柳洲;赵宇明;李艳;盛诗意;徐习东;

  建筑直流配电系统广泛采用微机保护作为直流系统保护的组成部分以满足保护的可靠性和选择性要求，但微机保护造价昂贵、建设成本高。为解决现阶段直流系统保护存在的问题，提出基于塑壳断路器保护功能和变换器故障穿越特性的建筑直流系统最简保护方案。该方案根据故障支路和非故障支路的短路电流特性差异，通过塑壳断路器各保护段动作特性和变换器的故障穿越时间及闭锁特性，进行综合判断以识别故障位置。仿真结果表明，所提出的最简保护方案可靠性高，选择性强，无需采用微机保护，易于工程实现。

  2025年04期 v.42;No.293 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
  

• 光储直柔系统储能设施优化配置方法研究

  陈家杨;郝斌;邓志辉;杨旭东;

  在建筑光储直柔系统中，电量平衡关系由此前的市电、负荷二者平衡转变为市电、光伏、储能和负荷四者间的平衡，也对系统容量配置提出新的要求。首先，聚焦于光储直柔的储能系统，考虑储电和储冷两类方式，以经济性为目标对其容量和功率进行优化。然后，提出“运行优化-设计优化”的双层优化模型：在运行优化模型中，考虑充电桩、基于建筑热惯性的柔性空调系统、蓄冷设施以及储能电池等柔性设备的运行调节，基于分时电价机制以电费最低为运行目标，实现全年8 760 h的供需动态平衡计算；在设计优化模型中，以运行优化模型计算出的全年电费和设备投资折旧为目标函数，采用粒子群算法实现储能系统容量和功率参数的优化配置。最后，以深圳办公建筑为案例进行储能系统的优化配置，案例分析表明电池和蓄冷设施的配置能够提升系统经济性，同时所提出的方法能够实现储能设施配置和系统能源调度的一体化设计，为光储直柔系统设计提供指导。

  2025年04期 v.42;No.293 34-41+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 3136K]
  

• 直流与交流家用空调器性能及成本对比分析

  刘挺;宋扬;汪超;赵志刚;贾潇雅;石里明;

  随着光储直柔建筑配电系统的提出，直流家电成为光储直柔建筑推广应用中的一个技术瓶颈。在典型的家庭场景中，大多数电器内部都以直流电的形式消耗电能。对家用空调器进行了内部组成变化的理论分析，并对220 V交流供电和400 V直流供电的家用空调器开展能效以及经济性比较研究。研究发现，直流家用空调器在能效及经济性方面较交流电器均存在优势。

  2025年04期 v.42;No.293 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
  

• 基于TCN-LSTM-SE神经网络的低压有源配电网电压控制方法研究

  王超;赵永良;王杰;刘子豪;刘丛伟;

  电压越限问题是限制分布式光伏在低压交直流有源配电网广泛应用的重要因素之一。在传统低压交直流配电网中，负荷侧本就存在接入相的不平衡以及有功功率、无功功率的随机波动，由于高渗透率分布式光伏发电的引入，光伏发电侧又带来接入相不平衡和有功功率的波动，两种因素叠加导致电压越限问题严重。提出了一种基于时域卷积网络-长短期记忆-SE注意力机制（temporal convolutional network-long short term memory-squeeze and excitation attention mechanism,TCN-LSTM-SE）神经网络的光伏发电功率优化算法，采用该算法可以对低压配电网中由于负荷侧和发电侧的有功功率变化造成的电压越限问题进行评估和预测，在确保电压不超限的前提下对分布式光伏在配电网中有功功率进行优化控制。对高渗透率分布式光伏接入低压直流有源配电网开展了仿真分析，仿真结果验证了所提算法具有优化功率分配、有效控制电压越限的效果。

  2025年04期 v.42;No.293 48-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2944K]
  

• 基于建筑负荷聚合的虚拟电厂模式构建与运行探索

  康靖;李雨桐;陈泉;麦达然;郝斌;李叶茂;

  虚拟电厂（virtual power plant,VPP）是一种将分布式发电、储能系统、可控负荷等分布式能源进行聚合，通过协调优化运行将其作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电力管理模式。随着可再生能源发电占比持续增加，新型电力系统对用户侧的电力柔性调节能力提出了要求，而虚拟电厂模式可以有效聚合用户侧的调节能力参与公共电网需求响应。介绍了一种基于建筑负荷聚合的虚拟电厂模式，这种聚合模式考虑到了典型公共建筑用能特点，并通过空调+建筑储能结合的方式实现需求响应。从流程来看，虚拟电厂建筑聚合需要具备以下功能：(1)响应能力估算；(2)计划拆解与下达；(3)响应过程监测；(4)效果评价功能。构建了具备以上功能的虚拟电厂建筑聚合平台，平台聚合了3栋典型办公建筑，通过平台需求响应验证这种聚合模式实际运行效果并评估响应能力。结果表明，通过以上聚合，3栋建筑可提供总量52.9 kW的响应能力，响应精度为12%。从建筑响应方式上看，空调可通过调节冷冻水温度将功率下调26.5%，而建筑电池储能通过直接设定放电功率实现电力响应。该虚拟电厂建筑聚合模式不仅能实现虚拟电厂运行管理基本功能，同时还能通过效果评价直观判断不同用户响应的特征，从而指导后续用户响应的预测做偏差修正。

  2025年04期 v.42;No.293 59-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3782K]
  

配电

• 基于云边协同与区块链融合的变电站智能防误技术研究

  陈书里;刘东;陈建洪;陈荃韡;宁馨;陈壮壮;吴毅翔;

  随着数字电网技术的快速发展，变电站智能防误水平取得了一定提高，但缺乏有效的智能防误校核手段，全过程联合智能化程度较低，已无法适应新型电力系统的发展需求。基于调控云平台，利用云边协同与区块链融合技术，以云端算力下行、价值数据上行、防误关键数据及操作记录可信存证的模式，实现智能防误全流程一体化在线协同管控。首先依据防误业务流程构建了智能防误系统架构，确立了云端、边缘侧、区块链侧的功能；接着基于防误业务角色构建了面向广域云边协同与区块链融合的交互及协同机制；然后引入存证机制设计了防误区块链，形成了“接令网络化、开票智能化、作业移动化、业务在线化、操作可信化”的智能防误体系；最后通过对云-边协同模型性能、可信认证防误效率、防误链存证及共识效率等方面进行测试，验证分析结果表明所提出的云边协同与区块链融合的变电站智能防误技术在提升防误操作可信存证、防误效率等方面具有一定的优势。

  2025年04期 v.42;No.293 69-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2481K]
  

• 基于台区线损状态识别的通用线损率概率密度分布模型

  汪颖;李有煜;汪清;张华赢;马晓阳;肖先勇;

  降低配电网的实质性线损是一个关键问题，而建立一个描述线损特征的模型是开展针对性降损决策的前提，基于此，提出一种基于配电台区线损状态识别的通用线损率概率密度分布模型。首先，提出了一种基于C-vine Copula模型的线损状态识别方法，克服了现有模型在计算线损时由于忽略不同线损特征导致准确率较低的问题。然后，基于概率密度分布函数优选方法和模型参数估计方法，提出了一种通用线损率概率密度分布模型，以反映台区不同线损状态下的不同线损分布特征。最后，利用西南某配电台区近两年的实测数据，验证了该方法的准确性和有效性。

  2025年04期 v.42;No.293 80-90+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 3548K]
  

用电

• 基于TCN-Attention模型的电力负荷短期概率预测方法

  杨鑫源;范传光;叶佳锐;李猛虎;彭朝钊;马程;

  精确预测电力负荷的短期趋势对于保持电力供需平衡至关重要。然而，电力用户的电力负荷数据通常包含短期和长期模式的混合，以及概率分布特性，这使得基于单一数据驱动的现有负荷预测方法难以应对其复杂性。提出了一种结合时间卷积网络（temporal convolutional network,TCN）和注意力机制（attention mechanism,AM）的新型神经网络模型，即TCN-Attention模型，旨在估计电力负荷的短期概率分布。该模型通过结合TCN和Attention机制，有效提取时间序列数据中表征突变和其他关键时间点的局部模式，以及表征趋势和周期性的全局模式。TCN主要负责提取时间序列的局部模式，而Attention机制则专注于提取全局模式，从而实现了对电力负荷特征的有效提取。最后，通过在加州大学尔湾分校（UCI）公开数据库中的电力负荷时间序列数据集上进行实验验证，结果表明所提出的TCN-Attention模型在电力负荷短期概率预测方面相较于现有方法具有更高的预测精度。

  2025年04期 v.42;No.293 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 3953K]
  

新能源

• 风-光-抽水蓄能互补系统经济容量配置研究

  刘金华;陈璐;刘凡骞;潘刚;冷致远;玛尔瓦提·黑扎提;

  为提升两部制电价体系下风-光-抽水蓄能互补系统的经济运行效益，并增强系统容量配置的经济性，提出一种基于深度学习的双层经济容量配置方法。首先，通过改进深度卷积生成对抗网络（deep convolution generative adversarial networks,DCGAN）对风电、光伏联合出力不确定性进行建模，生成适用于互补系统经济运行的风光出力场景集。其次，构建风-光-抽水蓄能互补系统的双层经济容量配置模型：外层模型以全生命周期经济性最优为目标，在两部制电价框架下优化风光容量配置；内层模型则通过抽水蓄能电站的灵活调节能力，以日内售电收益最大化为目标实现系统经济运行。最后，以青海某抽水蓄能电站及其周边新能源场站为例进行模型验证，研究结果表明，所提方法能够有效提升两部制电价下互补系统经济性和新能源消纳水平。

  2025年04期 v.42;No.293 99-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 3401K]
  

• 征文：特别策划专题 支撑分布式新能源入市的需求侧资源参与系统运行和市场交易关键技术

  <正>2025年2月9日,国家发展和改革委员会、国家能源局联合印发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》（发改价格[2025]136号）,指出：坚持市场化方向,推动新能源上网电量全面进入市场、上网电价由市场形成,配套建立可持续发展价格结算机制,坚持分类施策,区分存量和增量,促进行业持续健康发展。这也意味着新能源入市将面临巨大的经济风险,主要体现在：一是电价波动风险：新能源出力具有间歇性和波动性,导致其市场电价波动较大,影响发电收益稳定性；二是市场竞争风险：随着新能源装机规模不断扩大,市场竞争日益激烈,新能源发电企业面临更大的经营压力；三是政策调整风险：新能源补贴政策逐步退坡,未来政策调整可能对新能源发电收益产生较大影响。

  2025年04期 v.42;No.293 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]
  
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