配电

• 考虑有功-无功协调的柔性互联配电网多阶段分布式电压控制

  吉兴全;张丽泓;刘琪;王一振;张玉敏;梁晓平;

  为解决高比例光伏接入柔性互联配电网造成的电压越限问题，提出了考虑有功-无功协调的柔性互联配电网多阶段分布式电压控制策略。首先，在交流子系统内，提出了基于光伏逆变器和智能软开关中电压源换流器无功补偿的电压调整时序配合策略，以低通信成本实现电压快速控制。然后，在交流子系统间，提出了基于智能软开关中多换流器有功功率协调的电压控制策略，通过优化交流子系统之间的有功功率分布，在保证换流器负载均衡的条件下实现越限电压的调节，并提出了最大电压调节工作点计算方法，以评估多换流器有功协调过程的调压能力。最后，对所提分布式控制策略进行仿真分析，仿真结果表明，所提柔性互联配电网多阶段分布式电压控制策略能够以较低的通信需求实现有功潮流和无功潮流的有效协调，具有良好的电压控制效果。

  2025年02期 v.42;No.291 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 3449K]
  

• 考虑高温超导电缆接入的配电网变电站及网架协同规划

  刘亦婷;顾洁;吕忠麟;金之俭;

  城市配电网面临着用电需求增长而土地等规划资源受限的困境，随着高温超导电缆（简称超导电缆）成本下降及运行技术的逐渐成熟，为提升城市配电网的供电能力、保障供电需求提供了解决措施。超导电缆系统与常规输电线路在应用场景与技术经济特性上存在较大差异，需考虑超导电缆纳入的差异性，才能充分发挥其输电能力强、损耗低和截面小的优势，为此提出了一种考虑超导电缆接入的配电网变电站及网架协同规划方法。基于主从决策和全寿命周期成本的理念，通过分析超导电缆接入配电网后系统变电站配置和网架布局间的耦合关系，综合考虑经济性要求与可靠性约束，建立了考虑超导电缆接入的变电站-网架协同规划模型。采用基于多种策略改进后的鲸鱼优化算法对模型进行求解，得到含超导电缆的配电网规划方案，并通过算例验证了所提方法的有效性。

  2025年02期 v.42;No.291 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2537K]
  

• 基于3CPEM的主动配电网10 kV馈线合环电流评估方法

  黄跃;高强;荣娜;陈世威;周涛;

  分布式能源出力的随机性对主动配电网馈线合环电流的准确计算产生了影响。为提高合环电流计算的准确性，从融入分布式能源出力与负荷变量之间相关性的角度，提出了基于Cholesky分解的三点估计法（Cholesky three-point estimate method,3CPEM）计算主动配电网馈线合环电流。该方法利用Cholesky分解处理输入变量之间的相关性，再通过三点估计法（three-poit estimate method,3PEM）计算合环电流的累积概率分布。仿真表明，3CPEM比3PEM的计算误差更小、用时更短，可为主动配电网馈线合环辅助决策提供参考。

  2025年02期 v.42;No.291 22-28+37页 [查看摘要][在线阅读][下载 3111K]
  

• 基于负荷波动特征量提取和稳健估计的低压配电网回路阻抗辨识方法

  庄小艇;孙蒙恩;赖天德;吴思尧;周庆坚;王辉;

  针对传统数据驱动模型下回路阻抗计算精度不足的问题，提出了一种基于瞬时负荷波动特征量提取和稳健估计的回路阻抗辨识方法，依托新一代物联电表具备的高频采集能力，提升了回路阻抗计算模型的抗干扰能力。通过增量电阻法验证了所提回路阻抗计算方法的准确性，在毫欧及十毫欧以上级别的增量法验证中分别取得90%和95%以上的准确度，为后续基于回路阻抗的线路健康度分析提供了理论依据。

  2025年02期 v.42;No.291 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2871K]
  

综合能源系统

• 含移动应急能源的电-气综合能源系统恢复策略

  周文俊;李威;丁波;李泽;戴欣;

  电-气综合能源系统的供能恢复过程中，移动应急能源的调配能力受制于交通网络状态，同时电、气负荷参与需求响应也能为系统提供更多的恢复资源。首先，计及系统配电网、配气网及交通网之间的交互影响，考虑移动应急能源和负荷需求响应，提出以电-气综合能源系统恢复净收益最大为目标的恢复决策模型。然后，在优化目标引导下通过恢复分区划分及分区内恢复方案优化对模型进行求解，得到包括负荷的恢复时间、恢复量或负荷参与需求响应的响应时间、响应量等各分区恢复方案。最后，建立由IEEE 33节点配电网和18节点配气网组成的电-气综合能源算例系统，验证所提供能恢复策略的有效性。

  2025年02期 v.42;No.291 38-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 5193K]
  

• 计及能量交互的多类型乡镇综合能源系统两级协同运行优化模型

  李鹏;李慧璇;阮泽锋;田春筝;岳显雨;谭忠富;

  面向乡村振兴战略及农村能源革命，发展高比例可再生能源接入的乡镇综合能源系统是建立绿色低碳及安全高效的现代农村能源体系的关键举措。首先，统筹考虑乡镇能源体系供需特性，提出了集中用能类、家庭生活用能类、农业养殖业用能类及工业产业用能类共4种类型的乡镇级综合能源系统多能互补典型模式；其次，通过引入综合能源服务商提出了基于主从博弈思想的乡镇综合能源系统电量两级就地双层平衡机制；然后，基于此构建了计及能量交互的多类型乡镇综合能源系统两级协同运行优化模型；最后，通过实证研究表明多类型乡镇综合能源系统协同运行机制能有效降低运行成本，降低对县域电网依赖，更大化实现乡镇地区清洁能源就地消纳。

  2025年02期 v.42;No.291 51-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 3332K]
  

用电

• 面向理想负荷曲线的需求响应碳积分激励机制

  黄宇;何耿生;孟杨;张英;罗青;蒲曾鑫;曾金灿;

  灵活性匮乏是构建零碳电力系统的主要问题之一，研究可常态化实施的激励机制，激发需求侧灵活性潜力，促进新能源消纳至关重要。现有需求响应以邀约制为主，单时段结算，补偿价格缺乏理论支撑且难以锁定长期优质灵活性资源。提出一种面向理想负荷曲线的需求响应碳积分激励机制，旨在通过碳积分累计量化用户长期参与需求响应的低碳价值。首先，设计基于代理人基模型（agent-based model,ABM）的去中心化碳积分系统架构，通过云边端协同实现电网、虚拟电厂、末端负荷的信息交互与自动闭环响应；然后，以促进新能源消纳为目标，设计面向理想负荷曲线的需求响应低碳运行模型，通过碳积分的引导推动大规模可调负荷的协同优化，使用户逼近理想负荷曲线，实现供需匹配。最后通过算例表明，所提碳积分激励机制能够提升用户响应与电网灵活性需求的长期一致性，有效提升大电网的碳减排能力。

  2025年02期 v.42;No.291 62-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 3806K]
  

• 考虑社会信息的多元电力能耗时序数据缺失值补全方法

  林晶怡;李昊;周超;李文;邵雪松;

  多元时间序列数据已经广泛应用到多个领域，其中在对发电厂能量输出和电力消耗等电力系统数据的预测与分析方面，对于能源设施的合理布局与管控、提高能源利用率具有重要意义。然而，在现实操作中，由于传感器损坏、数据传输失败或存储损坏等各种原因，多元时序数据往往存在缺失值，呈现出不完整性。因此如何有效地填补缺失的电力数据成为亟待解决的问题。提出一种基于自注意力的时序数据缺失插补（temporal missing data imputation,TMI）方法，用于补全带有缺失值的电力消耗多元时序数据。Transformer模型在捕获变量间依赖关系等方面具有优秀的性能，基于此，引入记忆模块以存储全局的时间模式信息，辅助补全缺失值，使模型能够同时捕获数据的全局和局部相关性。此外，将优惠电价政策、用户特征等社会信息因素融入模型中，可以进一步提升缺失值补全的有效性。在实际采集的多元电力系统时序数据集上的实验表明，提出的模型能有效解决多元时序数据的缺失问题。

  2025年02期 v.42;No.291 72-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2766K]
  

新能源

• 考虑分布式能源消纳特性的微网形态及发展综述

  赵彩虹;王昊晴;沙广林;马春艳;陈潇涵;兰征;

  微网将能源的生产、分配和消费紧密地结合，可提升分布式能源的消纳能力，提高供电的灵活性和稳定性，是新型电力系统的重要组成部分。根据接入微网的分布式能源的规模、消纳方式等特征，结合微网的功能、运行方式和场景，将微网归类为3种形态。详细分析了不同形态下微网的结构特征、功能场景以及关键技术，选取了体现各形态特征的典型工程案例进行介绍。最后，对微网未来形态的发展趋势进行了展望。

  2025年02期 v.42;No.291 80-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2285K]
  

• 高比例可再生能源电力系统的动态频率安全约束机组组合

  张鹏辉;肖东亮;华栋;陈皓勇;唐渊;

  随着高比例可再生能源的并网，电力系统的惯量响应和一次调频能力有所下降，因此在机组组合规划中需纳入动态频率安全约束条件。首先，提出了一种简单实用的动态频率安全约束建模方法，通过将频率响应分为两段，对备用容量不完全充足时的频率响应进行深入分析，充分考虑了惯量、备用容量以及单位调节功率对系统频率最小值的影响。其次，进一步将频率响应分为两种情况，以构建模频率最小值的安全约束模型。将所构建的动态频率安全约束应用在机组组合中，为使优化模型便于求解，对其中的非线性部分进行线性化变换。最后，通过算例验证了所提模型的有效性，结果表明该模型能够保证在发生最严重意外事件的任意时段内，均能确保故障后的频率响应符合频率安全要求。通过与无频率安全约束的机组组合对比，展示了频率安全约束的作用机理。与两种常用的频率安全约束对比，所提频率安全约束能在保证频率安全的情况下，找到相对更优的调频资源配置方案。

  2025年02期 v.42;No.291 90-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 4093K]
  

• 基于动态指数时间平滑随机梯度下降的短期风电功率在线概率预测方法

  乔如妤;于凯;李泽民;刘雁行;徐恺;李旭东;梁楠;冯军;王耀健;温洪林;顾洁;

  为解决风电出力的非平稳性所引起的预测模型参数时变问题，降低短期风电功率预测误差，提出了一种风电功率在线概率预测方法。通过构建分位数神经网络模型及动态更新参数，实现了预测准确性的提升；采用凸神经网络模型，实现了数值天气预报和风电功率间的非线性映射；引入动态局部遗憾度，将凸神经网络模型拓展为在线学习模型，并采用动态指数时间平滑随机梯度下降（dynamic exponentially timesmoothed stochastic gradient descent, DTS-SGD）算法实现参数更新。最后，结合2014年全球能源预测大赛发布的风力发电数据，验证了所提方法的预测准确性以及对超参数选择的鲁棒性，并验证了所提方法可以保证在较高计算效率的同时，能够自适应地应对参数时变问题。

  2025年02期 v.42;No.291 100-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 3848K]
  

设备研制与应用

• 基于随机森林的光伏直流侧串联电弧故障检测方法

  李伟军;李天友;苏俊;

  随着国内光伏产业不断发展及光伏装机容量不断增加，光伏电站频繁发生火灾，其火灾的诱因常为直流电弧故障，因此，可靠的光伏电站直流电弧故障检测方法对保障光伏发电系统的安全、可靠运行具有现实意义。针对光伏阵列直流串联电弧故障，基于随机森林算法提出一种检测光伏并网直流串联电弧故障的方法，基于Simulink平台搭建光伏串联电弧故障仿真模型，获取串联电弧故障数据，对比正常组串与串联电弧故障组串的差异，并利用统计学对直流串联电弧故障数据进行分析并提取特征量作为训练集，用特征量训练随机森林模型建立光伏串联电弧故障诊断模型，并利用厦门某企业屋顶光伏项目现场发生串联电弧故障前后逆变器采集的各组串电压数据作为测试集进行验证，经实际串联电弧故障的逆变器组串数据验证该方法能够有效地识别直流串联电弧故障，并且受外界因素的影响较小，其检测方法的稳定性较好。

  2025年02期 v.42;No.291 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 3209K]
  

• 征文：特别策划专题 虚拟电厂聚合互动调控关键技术研究与应用

  <正>在全球应对气候变化、推动能源转型的大背景下,能源结构正发生着深刻变革。可再生能源如太阳能、风能等的大规模接入,使得电力系统的复杂性和不确定性显著增加。同时,随着智能电网技术的不断发展和电力市场改革的逐步推进,电力系统对灵活性资源的需求日益迫切。虚拟电厂作为一种整合分布式能源、储能系统、可控负荷等多种资源的有效方式,成为能源领域的研究热点。虚拟电厂通过先进的信息技术和智能控制手段,实现了分布式能源的聚合和协同优化运行,能够像传统电厂一样参与电力市场交易和系统调度,为电力系统提供调峰、调频、备用等辅助服务,有效提高了电力系统的稳定性、可靠性和经济性。然而,虚拟电厂的聚合互动调控涉及众多关键技术,如分布式能源的高效聚合与精准建模、复杂环境下的互动调控策略与优化算法、多主体利益协调的市场机制设计等,这些技术问题亟待深入研究和解决。为展示虚拟电厂聚合互动调控领域的研究进展和发展趋势,共享最新学术研究与技术应用成果,《供用电》编辑部特邀上海交通大学艾芊、高扬和李康平老师共同担任专题特约栏目主编,组织“虚拟电厂聚合互动调控关键技术研究与应用”专题,拟计划于2025年6月出版（正刊）,诚邀广大专家学者和工程技术人员积极投稿。

  2025年02期 v.42;No.291 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
  
下载本期数据