半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

+高级检索 English
  • 2024年第0卷第15期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >综述·观点
    • 市场环境下需求响应行为特性及模型研究综述

      2024, 48(15):1-14. DOI: 10.7500/AEPS20231030001

      摘要 (18) HTML (4) PDF 929.47 K (22) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究市场环境下需求响应(DR)行为,挖掘需求侧灵活资源参与市场的真实动因和特点,有利于促进负荷侧灵活资源参与电网运行,修正和优化电力市场机制,增强新型电力系统的灵活调节能力。首先,针对市场环境下DR行为特性及模型研究进行回顾和综述,分别从欧美成熟电力市场和中国电力市场建设两个角度梳理了DR资源参与的多样化市场环境;其次,从偏好多样性、效用趋优性、行为关联性、行为博弈性、价格弹性和响应不确定性6个方面分析市场环境下需求侧灵活资源的响应行为特性;然后,结合行为经济学原理,构建了DR行为的通用数学模型,从响应机理和数据驱动两个角度梳理适应不同行为特征的市场响应行为建模方法,并进行适应性分析;最后,从社交影响、信息不充分、用户有限理性、多市场最优决策、综合DR等角度展望了后续研究方向。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
    • >学术研究
    • 新型电力系统多阶段输-储协同分布鲁棒规划

      2024, 48(15):15-24. DOI: 10.7500/AEPS20230925002

      摘要 (13) HTML (1) PDF 780.71 K (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力系统中长期规划中,可再生能源发展受到政策变迁、关键技术发展和气候变化等因素的影响,具有不确定性。这一不确定性将对短期规划决策产生不可忽视的影响。针对以上问题,在可再生能源发展场景树之间嵌套距离的基础上引入鲁棒因子,构建概率分布模糊集。随后,综合考察整个规划周期规划方案的经济性与鲁棒性,建立了考虑可再生能源出力不确定性与发展不确定性的电力系统多阶段输-储协同分布鲁棒规划模型,并采用列与约束生成算法对模型进行求解。最后,采用Garver-6节点系统和HRP-38标准测试系统进行算例分析,得到多阶段规划方案。通过调节鲁棒因子可以平衡模型的经济性与鲁棒性,证明了所提方法的有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
    • 考虑随机用户均衡的区县级电动汽车快充站规划

      2024, 48(15):25-34. DOI: 10.7500/AEPS20230731007

      摘要 (13) HTML (19) PDF 1.31 M (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:电动汽车渗透率的提高和城市化进程的发展使得区县级充电设施的建设具有重要意义。综合考虑用户充电需求时空分布和用户充电决策中的有限理性,提出一种面向区县的电动汽车快充站优化规划模型。首先,针对区县用户的出行特征,构建包含外部连接的交通网络拓扑扩展形式,采用出行链仿真捕捉用户快充需求;其次,结合影响用户充电选择的多种因素,建立用户充电决策模型并给出随机用户均衡条件;然后,建立以投资运行成本、用户绕行距离最小为目标的多场景快充站选址定容优化模型,通过多种线性化手段处理指数等式均衡约束,将优化问题转换为混合整数线性规划以高效求解;最后,以33节点交通系统为例对快充站规划结果进行分析,验证所提模型和线性近似方法的合理性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
    • 计及道路交通指数影响的公交充电站充电桩优化配置方法

      2024, 48(15):35-43. DOI: 10.7500/AEPS20231019004

      摘要 (5) HTML (3) PDF 675.05 K (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:当前中国大力推动城市公交车全面电动化,优化配置充电桩是公交充电站建设的关键。文中提出了计及道路交通指数影响的公交充电站充电桩优化配置方法,首先,综合考虑公交线路交通专用道启用时段和季节性附加能耗,提出了基于道路交通指数的充电桩优化配置模型的典型运行场景提取方法,构建了基于公交线路交通指数的公交车能耗模型;然后,综合考虑规划周期内充电桩配置成本和充电站日充电成本,构建了公交充电站充电桩配置双层优化模型,并设计了基于列生成算法的高维混合整数规划模型求解方法;最后,以某待建公交车充电站为算例开展了有效性验证。结果表明,所提方法得到的配置方案可同时满足接入点配电容量限制和公交通勤要求,并提升充电站运营经济性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
    • 基于信息间隙决策理论的卡车式移动充电站协同调度策略

      2024, 48(15):44-53. DOI: 10.7500/AEPS20231007005

      摘要 (4) HTML (3) PDF 845.39 K (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:卡车式移动充电站(TMCS)由于具有良好的移动储能及调度灵活性已经引起国内外业界的高度关注,而其潜在的应用价值尚未得到充分挖掘。为此,提出一种基于信息间隙决策理论(IGDT)的TMCS协同优化调度策略,以协调其在为电动汽车充电服务和电网能量套利之间的协同运行。根据运营商对风险的偏好程度,分别建立鲁棒IGDT模型和机会IGDT模型,在不同风险态度下,探讨了电动汽车充电需求以及电网注入功率的不确定性对运营商优化调度方案的影响。算例分析表明,所提方法能够为考虑多重不确定因素的TMCS优化调度决策提供有效支撑,在兼顾充电服务质量的同时保障充电设施运营商的收益。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
    • 考虑异方差性的城市电网电动汽车充电负荷预测

      2024, 48(15):54-63. DOI: 10.7500/AEPS20230713009

      摘要 (6) HTML (1) PDF 25.18 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电动汽车渗透率的上升,充电设施和充电负荷将成为城市电网发展的关键增长点。然而,大量电动汽车集中充电导致负荷波动剧烈,并加剧了负荷序列的异方差性。为此,提出了一种考虑异方差性的电动汽车充电负荷预测模型。首先,通过图形检测法识别评估充电负荷序列的异方差性,综合负荷变化趋势分析可能导致异方差的原因;其次,通过时间序列分解剥离原始序列中的异方差,挖掘负荷分量与气候、温度的关联关系;最后,构建针对异方差性的中长期充电负荷预测框架,融合长序列预测模型,对负荷进行分解与重构。仿真结果表明,所提模型提高了负荷预测的准确性,为城市电网的合理规划与稳定运行提供了重要支持。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
    • 基于DCGCN模型的海上风电场超短期功率预测

      2024, 48(15):64-72. DOI: 10.7500/AEPS20231101006

      摘要 (10) HTML (5) PDF 1.97 M (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:图卷积网络(GCN)具有很强的数据关联挖掘能力,近年来在风电功率预测领域获得了广泛关注。然而,传统的基于GCN模型的超短期风电功率预测难以同时处理影响风电功率的两大核心因素(风速与机组状态信息)的双模态问题,基于此,提出了一种基于双通道图卷积网络(DCGCN)的海上风电场超短期功率预测模型。首先,建立以理论功率曲线为基准的机组状态指标模型,定量表征机组状态变化对其发电能力的影响;其次,构建海上风电场图拓扑,建立基于风速和状态邻接矩阵的风电场各机组捕获的风速与机组状态信息的关联关系模型;最后,建立基于DCGCN的风电场超短期功率预测方法。算例结果表明,所提模型有助于提高风电场功率预测模型的训练效率和预测精度。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
    • 面向规模化分布式可再生能源并网的群网协同互动优化方法

      2024, 48(15):73-83. DOI: 10.7500/AEPS20231016004

      摘要 (10) HTML (2) PDF 775.13 K (20) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现规模化分布式可再生能源接入下电网的稳定运行,是低碳化转型新形势下电网优化运行的重要研究方向。针对分布式可再生能源聚合形成集群参与电网优化运行带来的多主体性特点以及随机性问题,提出面向规模化分布式能源并网的群网协同互动优化方法。首先,通过在灵活性资源的约束空间中构建高维内接长方体,形成表征灵活调节范围的可调功率域,通过构造可调功率域对可再生能源集群波动范围全覆盖的灵活性约束,使优化结果在可再生能源集群随机波动范围内全场景可行。然后,基于电网运行多主体的自利自主特性,构建满足同质个体并行优化、非同质个体串行优化要求的势博弈群网协同互动优化模型,提出与模型相适应的分布式优化方法与流程。最后,仿真算例表明,所提方法有效实现了多主体协同互动优化,并保障了优化结果的全场景可行。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
    • 基于多层ReLU网络的楼宇暖通空调系统能量管理策略

      2024, 48(15):84-91. DOI: 10.7500/AEPS20231120001

      摘要 (6) HTML (2) PDF 1.21 M (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:提升现代智能楼宇的能量管理能力,是电力紧平衡背景下促进电网节能增效的重要举措。文中提出一种数据驱动的楼宇暖通空调系统节能控制策略,避免了传统模型预测控制对精确热力学建模的依赖。首先,在搭建楼宇热网络仿真模型的基础上,采用延时嵌入法构造输入特征,建立基于修正线性单元的多层神经网络模型,实现室内温度时间序列的多步预测。然后,针对电网的分时电价,构建滚动时域优化模型,并将其重构为混合整数线性规划的形式,实现有限控制周期内优化模型的高效求解。最后,基于Simscape搭建楼宇热仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明,所提策略能够满足温度舒适度要求,并提高楼宇的经济运行水平。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
    • 基于频域通用建模的双馈风电机组参数的一体化辨识方法

      2024, 48(15):92-101. DOI: 10.7500/AEPS20231101005

      摘要 (7) HTML (2) PDF 2.01 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:风电在电网中的占比逐年提高,其动态特性,尤其是故障穿越特性,对电力系统的影响日益显著,亟须构建能够表征实际风电机组动态特性的白盒模型。然而,风电机组的模型参数众多且交互影响,当前的参数辨识方法无法实现对整个机组故障穿越控制参数及限幅参数、转子侧内外环控制参数、网侧内外环控制参数和电气参数的整体辨识,尤其是无法精准辨识对外特性不敏感的参数。为解决这些问题,针对双馈风电机组故障穿越工况,构建了包含机组本体及全部控制器的频域通用模型,将参数分为4类逐步辨识,提出基于频域模型的分类分步一体化辨识方法。通过与仿真模型结果对比,验证了频域通用模型的准确性;通过参数辨识值与真值的对比、辨识出的白盒模型与厂家黑盒模型的响应特性对比,验证了所提方法的有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
    • 基于功率重构和时序特性约束的长预见期光伏集群功率预测

      2024, 48(15):102-111. DOI: 10.7500/AEPS20230829003

      摘要 (8) HTML (2) PDF 773.16 K (14) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏装机容量的逐渐增大为大规模的光伏并网带来了巨大挑战,突破更长预见期的光伏功率预测有助于电力系统的安全稳定运行。现有研究及应用最长预见期为7 d,为将预见期延长至8~15 d,提出了一种基于功率重构和时序特性约束的长预见期光伏集群功率预测方法。首先,采用近似积分计算日电量和辐照能;其次,基于麻雀搜索算法优化变分模态分解以分解电量及辐照能序列,并采用多元线性回归模型对不同频率的分量进行预测叠加得到电量预测结果;然后,根据出力特性建立约束过程,将电量预测结果重构为光伏功率;最后,将所提方法应用于中国甘肃省某光伏集群,模型在不同季节典型月功率预测的均方根误差平均降低2.55%,验证了方法的有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
      • 17+1
      • 18+1
      • 19+1
      • 20+1
      • 21+1
      • 22+1
      • 23+1
      • 24+1
      • 25+1
      • 26+1
      • 27+1
      • 28+1
      • 29+1
    • >研制与开发
    • 考虑机组疲劳载荷的风电场快速有功功率分配方法

      2024, 48(15):112-121. DOI: 10.7500/AEPS20230809002

      摘要 (4) HTML (2) PDF 1.61 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:为抑制风电场参与系统调频过程中风电机组的疲劳载荷,提出一种风电机组与风电场相协同的快速有功功率分配方法。首先,推导了风电机组轴系和塔架2个自由度的疲劳载荷表达式,建立起风电机组疲劳载荷与有功出力变化之间的关系。其次,以风电场总疲劳载荷及其站内分布最小为优化目标,以站内机组调整功率之和与场站调频功率需求一致为约束,在保证风电场调频性能的同时降低风电机组的疲劳载荷。此外,采用风电机组控制器滚动计算自身的疲劳敏感度系数,采用风电场控制器调用商业求解器在线求解优化策略,确保调频过程中有功控制的实时性。最后,搭建了含20台5 MW双馈风电机组的算例系统,验证分析了所提策略的有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
    • 基于自适应虚拟阻抗的多并联构网型变流器无功功率分配策略

      2024, 48(15):122-130. DOI: 10.7500/AEPS20231005002

      摘要 (5) HTML (1) PDF 937.41 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于变流器出口线路阻抗的不匹配,采用传统下垂控制策略的多并联构网型变流器难以实现无功功率的精确分配。为了提高无功功率分配精度,文中分析了并联变流器的功率分配机理,提出了一种将变流器的无功功率分配误差和输出电压相结合的自适应虚拟阻抗设计方法。基于该方法的无功功率分配策略在实际线路阻抗未知且分布式单元之间无互联通信的工况下,可实现无功功率高精度分配。该策略还可以改善引入虚拟阻抗存在的无功功率分配精度与输出电压跌落之间的矛盾,抑制变流器间的环流。此外,对变流器进行小信号稳定性分析以合理设计控制参数。硬件在环仿真的结果验证了所提控制策略的有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
      • 17+1
      • 18+1
      • 19+1
      • 20+1
      • 21+1
      • 22+1
      • 23+1
      • 24+1
      • 25+1
      • 26+1
      • 27+1
      • 28+1
      • 29+1
      • 30+1
      • 31+1
      • 32+1
      • 33+1
      • 34+1
      • 35+1
      • 36+1
      • 37+1
      • 38+1
      • 39+1
      • 40+1
      • 41+1
      • 42+1
      • 43+1
    • 基于空间布局和杂散电感优化的直流断路器并联IGBT动态均流法

      2024, 48(15):131-140. DOI: 10.7500/AEPS20231031003

      摘要 (5) HTML (2) PDF 1.48 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:与压接式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相比,模块式IGBT具有成本低、不需要单独压装结构、安装方便、故障后呈开路等特点,是750 V/1 500 V混合式直流断路器中的核心元件。然而,受限于单个模块式IGBT器件的标称开断能力,多个模块式IGBT的并联均流技术是实现10 kA级直流开断的关键。文中从理论上分析了IGBT器件、缓冲电路和快速真空开关的空间排布位置对换流速度、动态均流、关断过电压等性能的影响。分析表明:从减少换流难度角度考虑,快速真空开关应与IGBT就近并联;从降低关断过电压角度考虑,各并联IGBT应采用分布式缓冲电路结构。进一步,考虑空间磁场耦合作用,建立了并联IGBT的动态开断电路模型,分析了并联IGBT动态开断性能的影响因素,发现增大子模块支路杂散电感、降低避雷器残压可有效提高并联IGBT的动态均流性能;子模块间负耦合电感可有效抑制IGBT关断过电压。最后,为兼顾换流速度、动态均流、关断过电压抑制等,提出了缓冲电路、IGBT、快速真空开关就近并联构成子模块,子模块再经电感并联的混合式直流断路器拓扑方案,并进行了仿真验证和1.5 kV/3 kA试验验证。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
    • 考虑死区特性的全桥型MMC状态空间平均化建模方法

      2024, 48(15):141-150. DOI: 10.7500/AEPS20240205005

      摘要 (4) HTML (0) PDF 1.30 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免同侧互补导通的功率管发生直通短路故障,模块化多电平换流器(MMC)中开关器件需要设置死区时间,死区的存在会产生死区效应且死区难以被彻底消除。随着电力电子器件开关频率的不断提高,死区占比增加,死区影响已不容忽视。针对死区效应越来越显著和MMC仿真耗时过长的问题,提出一种考虑死区特性的提速模型。首先,对级联子模块含死区时间的实际开关状态进行端口工况特征扫描,通过含死区的端口特性识别出各子模块实际工作模态,建立状态空间方程。其次,基于状态空间平均法,以占空比为纽带统一子模块不同的模态性质,建立子模块分立元件模型。进一步,根据平均值模型的解耦特性,建立桥臂集中模型,提高仿真建模效率。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件平台上分别搭建全桥型MMC的详细模型、子模块分立元件模型与桥臂集中模型。仿真结果表明,所提模型具有较高的精度和运行效率,可以更好地满足实际工程仿真需求。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
      • 17+1
      • 18+1
      • 19+1
      • 20+1
      • 21+1
      • 22+1
      • 23+1
    • 基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法

      2024, 48(15):151-159. DOI: 10.7500/AEPS20230814003

      摘要 (6) HTML (4) PDF 749.44 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击等问题,提出一种基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法。首先,建立了配电网分相重合时的分析模型,推导了不同中性点接地方式下瞬时性和永久性故障时的重合相有功功率表达式,得到了不同故障性质下有功功率的差异;其次,构建了基于有功功率的永久性故障识别判据,分析了过渡电阻、负荷大小等因素的影响,得到了所提方法在不同中性点接地方式系统中的适用范围并提出了分相重合策略;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析正确,以及所提永久故障识别方法耐过渡电阻能力较强。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
      • 17+1
      • 18+1
      • 19+1
      • 20+1
      • 21+1
      • 22+1
      • 23+1
      • 24+1
      • 25+1
      • 26+1
      • 27+1
      • 28+1
      • 29+1
    • >工程应用
    • 基于IGCT抑制换相失败的关键控制策略

      2024, 48(15):160-168. DOI: 10.7500/AEPS20231106007

      摘要 (4) HTML (1) PDF 1.67 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统因以晶闸管作为换流器件而存在的换相失败问题,以集成门极换流晶闸管(IGCT)在中国某背靠背高压直流工程中的应用为基础,首先介绍了IGCT型高压直流的拓扑及基本运行原理。接着,从兼顾换相失败抵御效果和IGCT阀的关断应力角度,提出了适应IGCT阀的关断策略。在此基础上,研究了不同类型交流故障对故障电流峰值的影响,提出了利用故障扰动系数动态调整电流控制器参数的策略,实现故障电流抑制和故障期间直流功率的稳定输送。最后,通过实时数字仿真(RTDS)验证了所提策略的正确性和有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
    • 基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法

      2024, 48(15):169-175. DOI: 10.7500/AEPS20230815001

      摘要 (5) HTML (3) PDF 681.43 K (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决输电网潮流图自动生成中厂站布局与线路布线问题,提出基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法。针对厂站布局,首先,在力导向算法的基础上引入基于图纸中心点的惩罚函数,以解决力导向算法布局不均匀的问题,提高布局的均布度;然后,利用厂站分布率参数控制算法平衡次数,引导厂站向图纸边界运动,解决布局自动适应给定图幅大小的问题;最后,通过位置映射变换将围绕图纸中心点的椭圆分布转换为矩形分布,解决引入惩罚函数布局均匀但不符合传统输电网潮流图绘制习惯的问题。针对线路布线提出以构建通道树为中心的布线方法,有效降低布线交点个数,提升布线效果。所提布局与布线算法在实际工程应用中取得了良好的效果,通过案例验证了输电网潮流图自动生成的正确性和有效性。

      • 0+1
      • 1+1
      • 2+1
      • 3+1
      • 4+1
      • 5+1
      • 6+1
      • 7+1
      • 8+1
      • 9+1
      • 10+1
      • 11+1
      • 12+1
      • 13+1
      • 14+1
      • 15+1
      • 16+1
      • 17+1
      • 18+1
      • 19+1
      • 20+1
      • 21+1
      • 22+1
      • 23+1
      • 24+1
      • 25+1