特别策划

• 能源互联网优化运行关键技术

  肖迁;叶承晋;高红均;

  <正>随着海量能量、信息设备的接入，能源互联网运行面临严峻考验。一方面，能源互联网集成了电能、天然气、冷/热能、氢能等多类型能源，其运行过程涵盖了能量生产、转换、存储、使用等多个环节，系统模型复杂且数据维度高，这导致了信息处理困难；另一方面，能源互联网内存在大量利益诉求不同的产消主体，其逐利行为将显著影响能源互联网能量供给。在此背景下，《供用电》邀请我们共同组织策划了“能源互联网优化运行关键技术”专题，旨在应对能源互联网优化运行所面临的关键技术挑战，共享最新学术和技术成果，以期促进该领域的研究进展。共组织6篇文章，其中：四川大学高红均团队揭示了转折天气对风-水等不同类型新能源机组出力的影响，

  2025年03期 v.42;No.292 2+1页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
  

• 考虑含风-水电力系统在转折天气条件下的电源容量优化

  刘娟;司大军;张程;李鸿生;杨易达;贺帅佳;高红均;

  在全球变暖的背景下，转折天气的频发给电力系统运行安全带来了前所未有的挑战。首先，基于转折天气的定义，明确了不同新能源机组的转折天气，分析其对机组出力的影响，并构建了转折天气下的新能源机组出力模型。其次，提出了一种基于历史数据的典型转折天气场景生成方法，通过提取历史数据中分季节、分时段的基准转折频率，抽样生成转折二进制变量，实现考虑转折过程的转折天气时序生成。再次，基于不同新能源机组的转折特性，构建计及新能源机组-储能联合规划的含多类型储能电源容量优化模型。最后，采用改进的IEEE 30节点系统进行算例分析，结果表明所提出的模型能够有效应对转折天气，从而验证了其有效性。

  2025年03期 v.42;No.292 3-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 4189K]
  

• 基于碳排放流的多产消者配电系统碳电协同调度

  王长江;叶承晋;黄存强;李俊贤;

  随着分布式可再生能源、用户侧储能以及电动汽车的发展，电力用户多以“产消者”形式接入配电系统，单纯以电价引导用户改变用电行为的方式，已难以充分体现电力的环境价值，不利于释放产消者节能减碳潜力和推动能源系统低碳转型。针对此问题，提出基于碳排放流的多产消者配电系统碳电协同调度方法。首先，提出基于电能量及环境价值信号的多产消者配电系统碳电协同运行框架，通过有限信息交互挖掘分布式资源的环境价值。其次，结合配电系统分布式可再生能源接入及辐射状网络特征，提出有源配电网碳排放流计算方法。在此基础上，提出了多产消者配电系统碳电协同双层优化调度模型，上层模型为考虑网损碳排放成本的配电系统调度模型，形成价值信号；下层模型为产消者本地自调度模型，实现低碳产用能管理。最后，通过改进的IEEE 33节点配电系统进行分析，结果表明所提模型可以有效引导产消者就地消纳可再生能源，进一步体现电能的环境价值。

  2025年03期 v.42;No.292 14-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 4320K]
  

• 考虑运行风险的交直流混合配电系统分区分布式优化运行策略

  李蕊;惠慧;赵岩松;王铭;丁津津;陆文标;肖迁;

  在“双碳”目标背景下，随着光伏、风机等新能源的大规模并网，其出力的随机波动性增加了电网的不确定性，使得传统优化调度方法难以满足电网安全性和经济性运行的要求。同时，随着直流负载比重的上升，配电网的形态正逐渐转向交直流互联模式，亟须研究一种综合考虑运行经济性和安全性的交直流混合主动配电系统优化运行模型及策略。因此，以交直流混合主动配电系统为研究对象。首先，深入挖掘并分析交直流混合配电系统中源、荷、储各侧的可调控资源特性及其对电网运行风险的影响；其次，针对交直流混合配电系统的优化调度模型及策略开展研究，构建一种考虑运行风险的交直流混合配电系统“源-网-荷-储”协调优化运行模型，提出一种基于交替方向乘子（alternating direction method of multipliers,ADMM）算法的分区分布式优化策略及求解方法；最后，通过算例对比分析，验证了所提方法能够在抑制电压越限风险、保障系统安全的基础上，实现运行调度成本的最小化，并验证了ADMM分布式优化算法的准确性和可靠性。

  2025年03期 v.42;No.292 25-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 5225K]
  

• 考虑电碳协同的工业园区微电网群优化调度策略研究

  李玲芳;游广增;张席;吴琛;曹桓熙;金昱;

  工业园区微电网群（industrial park microgrids,IMGs）呈现电碳深度耦合特征，传统优化调度方法独立考虑电力市场和碳配额市场交易，难以兼顾IMGs在两方市场的综合收益。提出一种考虑电碳协同的IMGs优化调度策略。首先，构建了一个IMGs电碳协同交易架构。其次，结合多类型工业负荷与工业设备的运行特性，建立IMGs数学模型。再次，构建考虑电碳协同的IMGs优化问题模型，并采用交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers,ADMM）对模型进行分布式求解。最后，以由4个IMG构成的微电网群为例进行算例分析，以验证所提优化调度策略的有效性。算例结果表明，所提方法能够有效降低IMGs的总体运行成本约9.62%，减少碳排放约8.77%，提升能源消纳率约4.87%。

  2025年03期 v.42;No.292 37-45+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 3985K]
  

• 考虑构网-跟网型单元协同的孤岛交直流混合微电网群分布式控制策略

  潘荣才;岳菁鹏;张席;金昱;梁晓兵;周杰;

  针对孤岛交直流混合微电网群中，构网型与跟网型单元协调不足导致的交流频率偏差、功率分配不合理问题，提出一种考虑构网-跟网型单元协同的孤岛交直流混合微电网群分布式控制策略。首先，给出一种孤岛交直流混合微电网群拓扑。其次，基于系统的物理特性，构建分层分布式控制框架。再次，提出一种孤岛交直流混合微电网群分布式控制策略，在微电网控制层级，通过稀疏通信网络，将构网/跟网型单元、平衡/功率单元的功率信息引入基于一致性算法的二次控制项，保证微电网内多类型电源间功率的精准分配。在微电网群控制层级，通过微电网本地负荷与网间互联变换器传输功率，间接得到微电网电源总输出功率信息，并将其引入互联变换器的控制结构，保证各微电网功率的精准分配。最后，基于所建交直流混合微电网群模型在多种工况下的仿真结果，验证了所提控制策略的有效性、优越性与鲁棒性。

  2025年03期 v.42;No.292 46-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3108K]
  

• 碳-电多类型市场耦合环境下互联数据中心的用能双层优化模型

  王雨欣;叶承晋;范俊秋;唐学用;

  数据中心作为数据存储、处理和传输的核心基础设施，近年来发展迅速，且呈现出广域互联的趋势。一方面，数据中心的用电量大，导致了大量间接碳排放。另一方面，互联数据中心的任务负载具有时空可转移特性，且配备储能、柴油发电机等冗余后备电源，具备较高的用电灵活性。因此，在电力市场化改革背景下，互联数据中心参与电能量市场、辅助服务市场以及碳市场的潜力和需求日益凸显。基于上述分析，提出碳-电市场环境下互联数据中心的双层优化调度模型。首先，对互联数据中心用电需求进行分析，精确量化评估其用电可调节空间；其次，考虑奖惩阶梯型碳交易机制，对互联数据中心的碳排放成本进行核算；最后，构建了碳-电市场环境下互联数据中心的双层优化模型，并结合算例进行仿真，验证所提模型可降低互联数据中心用能成本、提升环境效益。

  2025年03期 v.42;No.292 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 3671K]
  

配电

• 基于改进盈利主导者算法的电网脆弱线路辨识

  韩广炀;孙贤明;耿俊琪;孙国威;

  快速且准确辨识电网脆弱线路对于增强电网可靠性及预防大规模停电具有重要作用。提出了一种基于改进盈利主导者算法的电力系统脆弱线路识别方法。首先，构建了一个综合电力系统潮流动态和拓扑结构的相关网络。然后，通过引入线路权重和方向性，克服了传统盈利主导者算法仅考虑节点出度的局限性。最后，基于构建的线路相关网络和改进盈利主导者算法对电网关键线路进行辨识，并在IEEE 39节点系统上将该算法与其他几种常用的脆弱线路辨识方法进行比较，结果表明：在对改进盈利主导者算法所辨识的前7条脆弱线路进行静态攻击后，电力系统的电气孤岛数量显著增加，系统的剩余负荷率为43.7%，验证了改进盈利主导者算法在辨识脆弱线路方面的准确性和有效性。

  2025年03期 v.42;No.292 68-75+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2741K]
  

• 考虑负荷耦合影响的农场配电网光伏功率短期修正预测

  车凯;朱进;金沫含;吴金辉;张晋铭;朱慧君;冯子瑜;梁睿;

  在高比例光伏接入下的农场配电网中，光伏实际功率与负荷水平之间存在强耦合关系，影响光伏功率预测的准确性。针对该问题，提出一种考虑负荷耦合影响的农场配电网光伏功率短期修正预测方法。首先，分析负荷水平与光伏实际功率的耦合影响关系，通过设置影响因子指标衡量不同负荷点对光伏功率的影响程度，对耦合关系进行解耦；其次，在对农场配电网负荷类别划分和配电网拓扑简化的基础上，对农场配电网负荷进行区域性聚合，以实现负荷降维；最后，采用基于欧氏距离期望最大化聚类算法的相似日聚类和长短期记忆网络时序模型，获取光伏功率初始预测值，同时基于反向传播神经网络对负荷造成的预测误差进行估计，最终获取农场配电网光伏功率的修正预测值。实验结果表明，在聚类区分晴天、阴天、雨天数据集后，适当减小时序预测模型的历史步长和预测步长能够提高初始预测的准确性，在此基础上，通过考虑负荷耦合影响进行光伏预测误差估计，能够有效减小光伏预测误差。

  2025年03期 v.42;No.292 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2706K]
  

• 基于改进模态分析法的广域配用电系统谐波谐振分析

  王玲;吕鸿;杜婉琳;汪进锋;朱远哲;

  配用电系统是可再生能源消纳的重要载体，其电力电子化趋势日益显著。可再生能源经由长距离输电线路接入配用电系统，线路分布参数不容忽略。传统电力装置和新型电力电子装置等多类型电力装置通过输电线路紧密耦合，导致系统谐振风险大大增加，谐振分析建模难度骤增。基于模态分析法，综合考虑网络拓扑、输电线路分布参数和新能源并网变流器等多类要素，开展高比例可再生能源配用电系统谐波谐振劣化分析。结合配用电系统各类元部件的数学描述，构建了配用电系统“装置-网络”统一模型。基于此，提出了高度电力电子化背景下配用电系统谐波谐振分析的通用方法。最后通过算例验证了其所提方法的正确性和工程价值，可为谐振的预测和治理提供理论指导。

  2025年03期 v.42;No.292 86-93+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 3677K]
  

• 中压电力电缆状态诊断技术在香港地区的创新及应用

  朱科;麦晃铨;区伟年;甄家荣;

  香港电灯有限公司（简称港灯）通过保持长达27年99.999%的高可靠性运行纪录，为香港长期繁荣稳定作出积极贡献。针对中压电力电缆状态诊断技术，全面介绍了港灯基于极低频检测技术而构建的电缆健康指数、三高指数、人工智能的诊断模型，以及基于三相阻抗绝缘不平衡度的电缆评估标准等创新应用和实践案例。分享实践经验的同时也对电力电缆状态诊断技术提出前瞻性的建议，以期进一步提升电力电缆检测的可靠性。

  2025年03期 v.42;No.292 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2590K]
  

用电

• 基于LSTM-压缩感知的居民用户负荷数据异常识别及缺失数据修复融合清洗模型

  刘雁行;乔如妤;梁楠;徐恺;于凯;李旭东;冯军;孔繁春;李雨攸;温洪林;顾洁;

  精准的负荷数据是电力系统规划运行基础，但实践中常见数据缺失和数据异常现象，导致负荷预测误差增大，从而影响规划方案和调度、交易策略的可行性与经济性。针对当前数据处理中异常识别和缺失值修复分别建模，以及连续数据缺失修复效果不佳的问题，提出了一种基于长短期记忆网络（long-short term memory,LSTM）和压缩感知的数据融合清洗模型。该模型利用长短期记忆网络识别负荷异常并构建观测矩阵，结合K-means算法和K-奇异值分解算法训练字典矩阵，通过贪婪追踪算法对负荷序列进行重构，实现了负荷数据异常识别和缺失数据修复融合。以实际居民用户负荷数据为例，对比分析了所提出的清洗模型与多种常用清洗模型的处理效果，验证了模型的有效性。

  2025年03期 v.42;No.292 104-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 3592K]
  

新能源

• 考虑电压均衡趋近的光伏配电网电池储能选址定容方法

  王扬;蔡永翔;马一然;彭乔;张忠静;高远龙;

  随着光伏系统的高渗透率接入，配电网的稳定运行面临挑战，尤其是电压稳定性问题。增配储能可以有效改善配电网电压稳定问题，但如何准确且全面地评价电压稳定性仍需进一步探索。此外，不同储能系统的选址定容方案将导致不同的配置成本，并对电压稳定性产生不同程度的影响。首先，综合考虑广度、深度、差异性3个方面的综合评价，以电压均衡趋近为目的，基于福斯特-格里尔-索别克（Foster Greer Thorbecke,FGT）指数提出静态电压稳定性评价指标。其次，构建了一个以静态电压稳定性最优与储能综合成本最小为目标，同时考虑潮流、网络平衡等约束，构建光伏配电网电池储能选址定容配置模型。通过粒子群算法求解得到电池储能选址定容最优方案。最后，基于高比例光伏接入的IEEE 33节点配电网进行算例分析，结果验证了所提电压稳定性评价指标与选址定容方法的有效性。

  2025年03期 v.42;No.292 115-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 14545K]
  

• 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。为应对上述风险,亟须通过技术手段提升新能源发电收益,保障新能源产业健康可持续发展。需求侧资源作为电力系统的重要组成部分,具有资源潜力巨大、部分资源灵活可调、响应迅速等特点,是支撑分布式新能源全面入市、提升电力系统调节能力、提高新能源发电收益的关键手段之一。为展示国内外该领域最新进展和发展趋势,共享最新学术和技术成果,《供用电》编辑部特邀东南大学电力经济技术研究所高赐威教授、严兴煜博士后担任特约栏目主编,主持“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”专题,希望与作者、读者一起,共同研讨考虑该领域的最新进展、实践经验和未来方向。

  2025年03期 v.42;No.292 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
  
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