- 王守相;赵倩宇;
<正>随着越来越多的新能源和电力电子装备接入电网，为了破解大规模分布式间歇性源荷接入和消纳难题，传统纯交流刚性配电网向交直流混合灵活性配电网方向发展，配电网灵活性提升受到越来越多的关注。在此背景下，《供用电》邀请我们共同组织策划了“新能源接入下交直流配电网灵活性优化技术”专题，共组织了13篇技术文章，其中6篇文章在2月刊的特别策划栏目刊出。
2024年02期 v.41;No.279 2+1页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K] - 王守相;赵倩宇;
<正>随着越来越多的新能源和电力电子装备接入电网，为了破解大规模分布式间歇性源荷接入和消纳难题，传统纯交流刚性配电网向交直流混合灵活性配电网方向发展，配电网灵活性提升受到越来越多的关注。在此背景下，《供用电》邀请我们共同组织策划了“新能源接入下交直流配电网灵活性优化技术”专题，共组织了13篇技术文章，其中6篇文章在2月刊的特别策划栏目刊出。
2024年02期 v.41;No.279 2+1页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K] - 张昆;赵倩宇;王守相;梁锋;倪建富;俞拙非;
考虑大规模分布式光伏接入对配电网的影响，从电能质量、电网管理水平、经济性3个方面构建了配电网分布式光伏接纳能力的一级评价指标，进而构建了电压合格率、分布式光伏源荷匹配度、弃光率、电力平衡和电量平衡等9个二级指标，并提出了矩阵-层次分析法，通过矩阵-层次分析法与优劣解距离法组合来评估配电网分布式光伏接纳能力。该方法首先使用层次分析法中的算术平均法、几何平均法和根值法，对二级指标进行组合权重计算。然后通过新提出的矩阵-层次分析法求得一级指标权重，并使用优劣解距离法模型对数据进行正向化处理，得出综合分数。该方法改善了现有综合赋权方法主客观赋权太主观或者太客观的问题，既能客观评价指标又能考虑专家意见。最后，通过对实际配电网案例的评估，证明该方法可以有效地评估配电网的分布式光伏接纳能力，可为促进光伏的大规模应用提供理论基础和实践指导。
2024年02期 v.41;No.279 3-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K] - 张昆;赵倩宇;王守相;梁锋;倪建富;俞拙非;
考虑大规模分布式光伏接入对配电网的影响，从电能质量、电网管理水平、经济性3个方面构建了配电网分布式光伏接纳能力的一级评价指标，进而构建了电压合格率、分布式光伏源荷匹配度、弃光率、电力平衡和电量平衡等9个二级指标，并提出了矩阵-层次分析法，通过矩阵-层次分析法与优劣解距离法组合来评估配电网分布式光伏接纳能力。该方法首先使用层次分析法中的算术平均法、几何平均法和根值法，对二级指标进行组合权重计算。然后通过新提出的矩阵-层次分析法求得一级指标权重，并使用优劣解距离法模型对数据进行正向化处理，得出综合分数。该方法改善了现有综合赋权方法主客观赋权太主观或者太客观的问题，既能客观评价指标又能考虑专家意见。最后，通过对实际配电网案例的评估，证明该方法可以有效地评估配电网的分布式光伏接纳能力，可为促进光伏的大规模应用提供理论基础和实践指导。
2024年02期 v.41;No.279 3-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K] - 朱清;阮睿;朱卫卫;姚晶;牛嘉鑫;郭珂;张玉敏;
随着可再生能源在中低压电网中规模化发展，以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数，综合考虑偏远地区自然资源分布情况，对区域电网的储能系统进行配置优化，并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法，从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发，分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明，风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析，可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置，但其使用寿命较短且安全性较差，从长远角度考虑，使用小型抽水蓄能装置更为合理。
2024年02期 v.41;No.279 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] - 朱清;阮睿;朱卫卫;姚晶;牛嘉鑫;郭珂;张玉敏;
随着可再生能源在中低压电网中规模化发展，以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数，综合考虑偏远地区自然资源分布情况，对区域电网的储能系统进行配置优化，并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法，从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发，分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明，风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析，可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置，但其使用寿命较短且安全性较差，从长远角度考虑，使用小型抽水蓄能装置更为合理。
2024年02期 v.41;No.279 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] - 胡益菲;钱峰;李海龙;刘爽;张奇;
为有效发挥储能型柔性软开关（soft open points with energy storage,E-SOP）灵活的故障恢复能力，提出了基于E-SOP的柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法。首先，构建了双端变压器故障后，基于E-SOP的柔性互联配电网故障恢复模型；其次，以负荷恢复容量最大为目标，综合考虑功率平衡约束、E-SOP容量约束和电压约束，提出了基于拓扑搜索的柔性互联配电网孤岛快速划分和故障恢复方法；最后，对所提柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法进行仿真分析。仿真结果表明所提柔性互联配电网孤岛划分方法计算速度快、划分效果好，能有效满足快速供电恢复的要求。
2024年02期 v.41;No.279 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K] - 胡益菲;钱峰;李海龙;刘爽;张奇;
为有效发挥储能型柔性软开关（soft open points with energy storage,E-SOP）灵活的故障恢复能力，提出了基于E-SOP的柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法。首先，构建了双端变压器故障后，基于E-SOP的柔性互联配电网故障恢复模型；其次，以负荷恢复容量最大为目标，综合考虑功率平衡约束、E-SOP容量约束和电压约束，提出了基于拓扑搜索的柔性互联配电网孤岛快速划分和故障恢复方法；最后，对所提柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法进行仿真分析。仿真结果表明所提柔性互联配电网孤岛划分方法计算速度快、划分效果好，能有效满足快速供电恢复的要求。
2024年02期 v.41;No.279 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K] - 林骞;方磊;李明明;李全俊;张志峰;
随着新型电力系统中的电压质量扰动（power quality disturbance,PQD）的日益复杂化，传统的分类方法面临着巨大挑战。为提升复杂PQD分类准确性，提出了一种基于多分辨率信号分解（multi-resolution signal decomposition,MSD）和Transformer模型的电压质量扰动分类算法。首先通过MSD对PQD信号进行信号分解，获取其时频特性；然后将信号分解结果输入Transformer模型，利用其多头注意力机制对特征进行高阶特征提取；在此基础上，通过softmax函数实现PQD信号的准确分类。在算例实验中，选取8种单一扰动信号和6种复合扰动信号，共计14种扰动源进行分类实验。实验结果表明，该方法不仅可以对上述PQD信号进行准确分类，而且还展现了在噪声环境中的强大鲁棒性。与传统方法相比，该方法大幅缩短了模型训练时间，显著降低了对专家经验的依赖，实现了PQD分类的高度自动化，为电压质量管理提供了一个高效、可靠的PQD分类方法。
2024年02期 v.41;No.279 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] - 林骞;方磊;李明明;李全俊;张志峰;
随着新型电力系统中的电压质量扰动（power quality disturbance,PQD）的日益复杂化，传统的分类方法面临着巨大挑战。为提升复杂PQD分类准确性，提出了一种基于多分辨率信号分解（multi-resolution signal decomposition,MSD）和Transformer模型的电压质量扰动分类算法。首先通过MSD对PQD信号进行信号分解，获取其时频特性；然后将信号分解结果输入Transformer模型，利用其多头注意力机制对特征进行高阶特征提取；在此基础上，通过softmax函数实现PQD信号的准确分类。在算例实验中，选取8种单一扰动信号和6种复合扰动信号，共计14种扰动源进行分类实验。实验结果表明，该方法不仅可以对上述PQD信号进行准确分类，而且还展现了在噪声环境中的强大鲁棒性。与传统方法相比，该方法大幅缩短了模型训练时间，显著降低了对专家经验的依赖，实现了PQD分类的高度自动化，为电压质量管理提供了一个高效、可靠的PQD分类方法。
2024年02期 v.41;No.279 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K] - 宋峰;张学清;康凯;董乐;熊荡;孙辰昊;
为了实现多时间尺度和多种运行方式下的最优潮流，将预测结果和电网状态同时纳入优化模型，提出了一种基于模型驱动的日前与日内优化相结合的直流配电网多时间尺度潮流优化策略。其中，日前优化目标为最小化系统网损和最大化分布式电源消纳比例，根据实际运行期望，采用目标函数可变权重的方式进行调整；日内优化将模型预测控制体系与超短期预测相结合，并发挥储能的缓冲作用，实现对预定分布式电源出力的跟踪。此外，充分发挥膝点搜索简单和可行性高的优势，实现多目标优化求解的全局优化。仿真结果表明了所提策略的可行性。
2024年02期 v.41;No.279 36-44+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] - 宋峰;张学清;康凯;董乐;熊荡;孙辰昊;
为了实现多时间尺度和多种运行方式下的最优潮流，将预测结果和电网状态同时纳入优化模型，提出了一种基于模型驱动的日前与日内优化相结合的直流配电网多时间尺度潮流优化策略。其中，日前优化目标为最小化系统网损和最大化分布式电源消纳比例，根据实际运行期望，采用目标函数可变权重的方式进行调整；日内优化将模型预测控制体系与超短期预测相结合，并发挥储能的缓冲作用，实现对预定分布式电源出力的跟踪。此外，充分发挥膝点搜索简单和可行性高的优势，实现多目标优化求解的全局优化。仿真结果表明了所提策略的可行性。
2024年02期 v.41;No.279 36-44+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] - 张杰;汪湲;时洪基;薄其滨;王艳;刘正奇;董晓明;
随着高比例新能源渗透与大规模电力电子设备的广泛应用，电网中同时具备源荷双重属性的广义聚合节点的功率、电压特性会发生本质变化，常规以恒功率、恒阻抗、恒电流为分量加权组合的单纯负荷节点模型，已无法满足新形势下潮流计算精确性的更高要求。据此，提出一种考虑源荷聚合节点高阶非线性的潮流模型及其求解算法：采用高阶多项式形式解析节点非线性功率电压特性，引入潮流平衡方程，在NewtonRaphson法的基础上，推导和重构Jacobian矩阵，通过迭代计算完成求解。当阶数足够高时，能够高精度刻画和解析任意非线性节点电压特性，常规的幂指数模型等也可转换为高阶多项式形式以实现系统分析计算。算例分析中以包含电炉的聚合节点为例，分别考虑仅含恒功率、恒电流、恒阻抗的单纯负荷节点以及5阶非线性节点模型，在IEEE 14节点系统进行测试，验证了所提方法的可行性和有效性。
2024年02期 v.41;No.279 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1768K] - 张杰;汪湲;时洪基;薄其滨;王艳;刘正奇;董晓明;
随着高比例新能源渗透与大规模电力电子设备的广泛应用，电网中同时具备源荷双重属性的广义聚合节点的功率、电压特性会发生本质变化，常规以恒功率、恒阻抗、恒电流为分量加权组合的单纯负荷节点模型，已无法满足新形势下潮流计算精确性的更高要求。据此，提出一种考虑源荷聚合节点高阶非线性的潮流模型及其求解算法：采用高阶多项式形式解析节点非线性功率电压特性，引入潮流平衡方程，在NewtonRaphson法的基础上，推导和重构Jacobian矩阵，通过迭代计算完成求解。当阶数足够高时，能够高精度刻画和解析任意非线性节点电压特性，常规的幂指数模型等也可转换为高阶多项式形式以实现系统分析计算。算例分析中以包含电炉的聚合节点为例，分别考虑仅含恒功率、恒电流、恒阻抗的单纯负荷节点以及5阶非线性节点模型，在IEEE 14节点系统进行测试，验证了所提方法的可行性和有效性。
2024年02期 v.41;No.279 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1768K]
- 郭尊;安之;魏楠;陈奇芳;邢栋;付贻川;邓畅宇;
在“双碳”背景下，充分利用氢能和各类需求侧资源是实现电力系统低碳运行的重要手段。为此，提出了一种计及氢能多环节利用和混合需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳优化调度策略。首先，为提升氢能的利用效率，构建了含制氢、用氢、储氢以及燃气混氢的氢能多环节利用模型。其次，为挖掘需求侧资源在不同时间尺度下的响应能力，分析了需求侧资源的响应特性，建立了多时间尺度下的混合需求响应模型。然后，为了提升系统的低碳特性，将绿证交易机制和碳交易机制同时引入进综合能源系统优化模型中，以降低系统碳排放量，并降低系统的源、荷不确定性，构建了含日前、日内、实时阶段的综合能源系统多时间尺度低碳优化模型。最后，仿真结果表明，相比传统调度模型，考虑氢能多环节利用模型后，系统总成本和碳排放量分别降低了6.59%和5.56%，并且混合需求响应模型可分别降低购电、购气功率波动率2.64%和5.56%，验证了混合需求响应对系统功率波动的平抑作用。
2024年02期 v.41;No.279 52-63+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3726K] - 郭尊;安之;魏楠;陈奇芳;邢栋;付贻川;邓畅宇;
在“双碳”背景下，充分利用氢能和各类需求侧资源是实现电力系统低碳运行的重要手段。为此，提出了一种计及氢能多环节利用和混合需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳优化调度策略。首先，为提升氢能的利用效率，构建了含制氢、用氢、储氢以及燃气混氢的氢能多环节利用模型。其次，为挖掘需求侧资源在不同时间尺度下的响应能力，分析了需求侧资源的响应特性，建立了多时间尺度下的混合需求响应模型。然后，为了提升系统的低碳特性，将绿证交易机制和碳交易机制同时引入进综合能源系统优化模型中，以降低系统碳排放量，并降低系统的源、荷不确定性，构建了含日前、日内、实时阶段的综合能源系统多时间尺度低碳优化模型。最后，仿真结果表明，相比传统调度模型，考虑氢能多环节利用模型后，系统总成本和碳排放量分别降低了6.59%和5.56%，并且混合需求响应模型可分别降低购电、购气功率波动率2.64%和5.56%，验证了混合需求响应对系统功率波动的平抑作用。
2024年02期 v.41;No.279 52-63+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 3726K] - 代佰华;朱洪防;刘海泳;穆明亮;汪颖;
随着先进制造业集群的增加，电压暂降导致用户生产中断所引发的经济损失不断提升，有效监测记录电压暂降事件并追溯其源头，对电压暂降分析和抑制具有重要意义。电能质量监测装置（power quality monitor,PQM）的优化配置可在满足全网可观测性要求的基础上实现监测成本最低，然而传统方法仅能得到满足完全可观测性的最终配置方案，既难以应用于对监测装置数量需求少的场景，又无法给出装置数量逐渐递增的序贯配置流程，工程实用性不强。此外，传统方法通常只考虑电压暂降可观测性，忽略了配置方案对监测数据后续分析的影响。为此，提出了一种考虑电压暂降多维可观测性的序贯优化配置方法，针对实际场景的任意装置数量需求，考虑电压暂降事件可观测性与暂降源可观测性构建多维可观测性指标，进而提出基于Bonobo优化器的多目标优化模型计算PQM序贯配置方案。并在IEEE 69节点径向配电网上进行了验证，结果显示通过21.74%的PQM可实现70.42%的电压暂降事件可观测性和92.65%的故障位置可观测性，并能得到装置数量逐渐递增的序贯配置策略，证明了该方法的有效性和实用性。
2024年02期 v.41;No.279 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2567K] - 代佰华;朱洪防;刘海泳;穆明亮;汪颖;
随着先进制造业集群的增加，电压暂降导致用户生产中断所引发的经济损失不断提升，有效监测记录电压暂降事件并追溯其源头，对电压暂降分析和抑制具有重要意义。电能质量监测装置（power quality monitor,PQM）的优化配置可在满足全网可观测性要求的基础上实现监测成本最低，然而传统方法仅能得到满足完全可观测性的最终配置方案，既难以应用于对监测装置数量需求少的场景，又无法给出装置数量逐渐递增的序贯配置流程，工程实用性不强。此外，传统方法通常只考虑电压暂降可观测性，忽略了配置方案对监测数据后续分析的影响。为此，提出了一种考虑电压暂降多维可观测性的序贯优化配置方法，针对实际场景的任意装置数量需求，考虑电压暂降事件可观测性与暂降源可观测性构建多维可观测性指标，进而提出基于Bonobo优化器的多目标优化模型计算PQM序贯配置方案。并在IEEE 69节点径向配电网上进行了验证，结果显示通过21.74%的PQM可实现70.42%的电压暂降事件可观测性和92.65%的故障位置可观测性，并能得到装置数量逐渐递增的序贯配置策略，证明了该方法的有效性和实用性。
2024年02期 v.41;No.279 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2567K] - 张华赢;杨泽斌;易皓;李艳;阴晓晴;卫唯;
随着配电网电力电子化程度不断提高，各类非线性负载广泛分散地接入配电网，使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器（shunt active power filter,SAPF）就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此，为了提高治理设备单机利用效率，研究谐波综合抑制的SAPF配置方法已成为电能质量治理领域的重要需求之一。以配电网谐波网损和谐波抑制为优化目标，采用多目标粒子群优化算法（multi-objective particle swarm optimization,MOPSO），对SAPF的数量和容量进行配置。首先，建立谐波综合抑制模型，以配电网中谐波网损、谐波畸变、SAPF安装数量与容量为多个优化目标，通过改进的多目标粒子群优化算法对模型进行求解。其次，搭建含有14个非线性负载的IEEE 18节点仿真模型对优化算法进行验证。最后，仿真结果表明，优化配置策略治理效果良好，可以通过少量SAPF来实现配电网谐波网损和谐波的综合抑制，证明了所提算法的有效性和可行性。
2024年02期 v.41;No.279 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2533K] - 张华赢;杨泽斌;易皓;李艳;阴晓晴;卫唯;
随着配电网电力电子化程度不断提高，各类非线性负载广泛分散地接入配电网，使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器（shunt active power filter,SAPF）就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此，为了提高治理设备单机利用效率，研究谐波综合抑制的SAPF配置方法已成为电能质量治理领域的重要需求之一。以配电网谐波网损和谐波抑制为优化目标，采用多目标粒子群优化算法（multi-objective particle swarm optimization,MOPSO），对SAPF的数量和容量进行配置。首先，建立谐波综合抑制模型，以配电网中谐波网损、谐波畸变、SAPF安装数量与容量为多个优化目标，通过改进的多目标粒子群优化算法对模型进行求解。其次，搭建含有14个非线性负载的IEEE 18节点仿真模型对优化算法进行验证。最后，仿真结果表明，优化配置策略治理效果良好，可以通过少量SAPF来实现配电网谐波网损和谐波的综合抑制，证明了所提算法的有效性和可行性。
2024年02期 v.41;No.279 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2533K]
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<正>《供用电》主编先生/女士:我们谨此郑重通知:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,贵刊《供用电》入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版)之电工技术类的核心期刊。《中文核心期刊要目总览》2023年版从2021年10月开始研究,研究工作由北京大学图书馆主持,共32个单位的148位专家和工作人员参加了本项研究工作,全国各地9473位学科专家参加了核心期刊表的评审工作。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1987种核心期刊。
2024年02期 v.41;No.279 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K] <正>《供用电》主编先生/女士:我们谨此郑重通知:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,贵刊《供用电》入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版)之电工技术类的核心期刊。《中文核心期刊要目总览》2023年版从2021年10月开始研究,研究工作由北京大学图书馆主持,共32个单位的148位专家和工作人员参加了本项研究工作,全国各地9473位学科专家参加了核心期刊表的评审工作。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1987种核心期刊。
2024年02期 v.41;No.279 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K] -
<正>《供用电》是由国家电网有限公司主管,英大传媒(上海)有限公司、国网上海市电力公司共同主办的中文核心期刊、中国科技核心期刊。《供用电》创刊于1984年,是国内配用电领域的专业技术期刊。期刊定位:面向供电企业、科研院所、设备厂商、高等院校等单位的工程技术人员及管理人员,致力于打造有影响力的供用电领域交流平台,成为供用电领域的探索者、引领者和实践者。
2024年02期 v.41;No.279 105页 [查看摘要][在线阅读][下载 526K] <正>《供用电》是由国家电网有限公司主管,英大传媒(上海)有限公司、国网上海市电力公司共同主办的中文核心期刊、中国科技核心期刊。《供用电》创刊于1984年,是国内配用电领域的专业技术期刊。期刊定位:面向供电企业、科研院所、设备厂商、高等院校等单位的工程技术人员及管理人员,致力于打造有影响力的供用电领域交流平台,成为供用电领域的探索者、引领者和实践者。
2024年02期 v.41;No.279 105页 [查看摘要][在线阅读][下载 526K]