半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

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  • 新型电力系统数字化关键技术综述
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    • 基于边缘计算的配电网数字化转型关键问题分析与展望

      2024, 48(6):29-41. DOI: 10.7500/AEPS20221129005

      摘要 (176) HTML (360) PDF 2.24 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网是新型电力系统建设中最为关键和最具活力的环节之一。面向日益复杂的配电网运行与控制问题,数字化转型已成为广受认可的发展思路。边缘计算为数字配电网中海量数据资源和物理资源的利用提供了有效手段,同时也将作为配电网多种业务功能在边缘侧的融合承载平台,推动配电网运行架构的发展变革。文中围绕边缘计算技术驱动下的配电网数字化转型问题,梳理了配电网边缘计算装置的关键技术需求;分析了配电网边缘计算的技术定位及由其所支撑构建的数字配电网技术架构,特别针对数字配电网运行问题,从集群化、分布式、灵活定义3个典型特征入手,围绕边缘侧集群自治、边-边协调控制、云-边协同运行等典型模式下的关键问题和技术研究方向进行了分析与探讨。

    • 支撑新型配电网数字化规划的图形-模型-数据融合关键技术

      2024, 48(6):139-153. DOI: 10.7500/AEPS20230330004

      摘要 (116) HTML (302) PDF 2.11 M (361) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术、基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术、基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术,尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后,对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望,为实现“以机为主,人机协同”的大闭环模式提供借鉴。

    • 数字化背景下新型电力系统谐波溯源关键技术

      2024, 48(6):154-169. DOI: 10.7500/AEPS20230613002

      摘要 (98) HTML (138) PDF 1.87 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建以新能源为主体的新型电力系统是能源电力行业推动“双碳”战略目标的关键举措。伴随多类型电力电子设备大规模接入系统,源网荷储谐波源交互影响,谐波污染加剧且复杂多变,呈现全局化特征,影响了电力系统优质可靠供电。文中聚焦多类型谐波源交互作用下的谐波来源追溯,深度融合先进数字技术在数据资源和智能协作的优势进行主导源头辨识和谐波贡献评估。首先,围绕谐波溯源概念,分析其在数字化背景下新型电力系统面临的新挑战和新机遇。然后,阐述了谐波溯源研究现状,指出关键技术的发展新需求。基于此,利用数字电网技术架构设计了云-边-端协同溯源策略。针对数字化背景下的新型电力系统,阐述了谐波源确定在数据采集、机理分析、协同应用等方面的主要技术。最后,展望了未来数字电力系统安全、可靠、灵活发展的技术方向。

    • 小样本学习技术在新型电力系统中的应用与挑战

      2024, 48(6):74-82. DOI: 10.7500/AEPS20230615006

      摘要 (126) HTML (253) PDF 1.43 M (406) 评论 (0) 收藏

      摘要:数据驱动已成为新型电力系统建设及其数字化转型的核心范式,相关算法在负荷预测、状态检修、多主体调控等多项业务中展现出优越的工程效果与应用潜力。然而,实际工程数据往往面临着样本不足、样本不平衡等问题,制约了数据驱动算法的最终效果。因此,需要借助小样本学习来应对这一挑战。文中从数据、特征、模型3个层面探究了小样本学习技术,综述并分析了相关技术在场景生成、故障诊断、电力系统暂态稳定评估等业务的应用现状,并进一步指出小样本学习技术在新型电力系统中所面临的不足与挑战。

    • 新型电力系统数据跨域流通泛安全边界防护技术

      2024, 48(6):96-111. DOI: 10.7500/AEPS20230629001

      摘要 (98) HTML (177) PDF 2.43 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防护面临的新形势;其次,基于专用数据处理器(DPU)的高性能流量编排和多功能安全网关能力,构建面向电力数据跨域流通安全增强的泛安全边界,凭借数据面可编程技术沟通网络安全与数据安全双维度安全能力,提出基于DPU的数据跨域流通协同防护技术应用方案;最后,阐释DPU在不同电力通信网络层次的部署方式、价值与关键技术,分析现阶段DPU在电力领域应用存在的挑战。

    • 信息物理多重攻击下配电网状态估计关键技术评述

      2024, 48(6):127-138. DOI: 10.7500/AEPS20230630008

      摘要 (87) HTML (253) PDF 1.99 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网数字化转型将进一步促进信息系统与物理系统的深度耦合,由于配电网信息安全防御资源有限,难以将信息侧安全风险隔离于物理系统之外,这也使得配电网状态估计正面临全新的挑战。首先,文中简要介绍了配电网信息物理系统体系结构,并构建了面向信息物理系统的配电网状态估计技术框架;其次,较为全面地梳理了信息物理融合背景下配电网状态估计技术的国内外研究现状,包括考虑网络攻击的配电网伪量测建模与分析、配电网虚假数据注入攻击分析与防御以及配电网信息物理系统安全风险分析与可靠性评估等方向;最后,对该领域未来进一步发展所面临的关键问题进行了探讨和分析。

    • 面向新型电力系统的时序生产模拟应用与求解技术综述

      2024, 48(6):170-184. DOI: 10.7500/AEPS20230630012

      摘要 (147) HTML (299) PDF 2.09 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:在建设新型电力系统背景下,时序生产模拟技术依托电网数字化转型赋能,成为了新型电力系统运行评估与规划决策的重要工具。文中总结了国内外对于时序生产模拟相关问题的研究成果,以及时序生产模拟在新型电力系统中的应用与求解技术。首先,介绍了时序生产模拟的结构及特点,从电力电量平衡测算、“双碳”措施量化分析、未来电网形态与演化路径等方面综述了时序生产模拟的应用场景。然后,根据现有时序生产模拟求解技术特点将其分类介绍,并讨论了不同求解技术的局限性。最后,对新型电力系统时序生产模拟研究进行了展望。

    • 量子计算技术在新型电力系统决策优化中的应用

      2024, 48(6):62-73. DOI: 10.7500/AEPS20230704013

      摘要 (125) HTML (313) PDF 1.60 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型电力系统的规划、运行和市场运营等决策优化过程呈现变量激增、约束繁杂等特点,而量子计算具有运算并行和状态叠加等特性,为高效解决此类“维数灾难”难题提供了新的技术路径。文中围绕量子计算技术赋能新型电力系统决策优化的原理可行性及实现思路展开探析。首先,梳理分析量子计算应用于新型电力系统决策优化过程的先进性与局限性,构建量子-经典计算混合的变分量子决策优化框架。在此基础上,提炼新型电力系统典型优化问题的共性,推导统一的问题结构,形成可利用量子比特系统描述的能量模型。随后,提出基于量子近似优化算法的求解流程,寻找能量模型的极值,并映射得到原优化问题的最优解。最后,从软硬件、算法框架以及行业发展等角度提出思考与展望。

    • 数字化新型电力系统攻击与防御方法研究综述

      2024, 48(6):112-126. DOI: 10.7500/AEPS20230716002

      摘要 (110) HTML (311) PDF 2.55 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着先进数字技术、通信技术和互联网技术的发展,传统电力系统转变为数字化、自动化和高效管理的新型电力系统。然而,信息域与物理域的深度融合使新型电力系统中的网络、层次和组件变得更加复杂,大量的智能电子设备频繁访问与信息交互,更容易出现如窃取篡改数据、堵塞通信信道和破坏关键设备等恶意攻击,对新型电力系统的安全性、稳定性和经济性构成巨大威胁,引发了学术界的极大关注。首先,文中剖析了新型电力系统的结构和面临的潜在威胁,从控制层、网络层、物理层3个层面对新型电力系统攻击模式进行了深入分析。然后,详细归纳总结了新型电力系统攻击前、攻击中、攻击后的3层安全防御方法。最后,明确阐述了新型电力系统安全性研究的未来技术发展前景,为构建可靠、安全、健壮的新型电力系统提供技术支撑。

    • 基于大语言模型的电力系统通用人工智能展望:理论与应用

      2024, 48(6):13-28. DOI: 10.7500/AEPS20230804001

      摘要 (322) HTML (504) PDF 1.19 M (693) 评论 (0) 收藏

      摘要:大语言模型(LLM)是一种利用大规模文本语料库进行预训练和微调的深度学习语言模型。目前,在通识问答、文本生成和科学推理等方面已展现出强大的能力。在此背景下,文中探索了基于LLM构建面向电力系统的通用人工智能技术,并展望其在电力系统中的潜在应用。首先,介绍了LLM的基本原理、神经网络架构以及训练方法,特别是与传统人工智能模型相比,LLM在逻辑推理、编程和代码理解以及数学推理方面的突破。然后,展望了LLM在电力系统负荷与新能源发电出力预测、电力系统规划、电力系统运行、电力系统故障诊断与系统恢复、电力市场等领域的潜在应用。最后,阐述了基于LLM构建电力系统通用人工智能技术所面临的挑战,包括电力系统数据的质量与可获取性、输出结果可解释性以及隐私保护问题。

    • 新型电力系统设备状态监测与故障诊断传感芯片关键技术与展望

      2024, 48(6):83-95. DOI: 10.7500/AEPS20231021001

      摘要 (151) HTML (308) PDF 950.28 K (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着新型电力系统的建设与发展,电力关键设备运行环境发生改变,运行过程也面临更多风险。电力关键设备的状态监测和故障诊断技术是其正常运行的保障,但目前仍存在不足。集信号采集、数据分析、信息传输功能于一体的传感芯片将能够实现在线、实时、准确的关键设备状态监测和故障诊断。文中从面向新型电力系统的设备状态监测和故障诊断传感芯片的基本概念出发,综述了传感芯片的传感采集、信号处理、数据分析及信息传输4项关键技术的发展现状,指出关键技术面临的挑战。最后,展望了未来电力关键设备状态监测和故障诊断研究方向。

    • 卫星互联网赋能新型电力系统创新应用

      2024, 48(6):42-61. DOI: 10.7500/AEPS20231113005

      摘要 (143) HTML (264) PDF 8.15 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:卫星互联网是通过卫星规模化组网,以航天、通信、网络、数据等技术为支撑的全球全域全时新型网络信息基础设施。与传统卫星网络相比,具有广覆盖、低时延、高带宽、低成本等优势。通过剖析新型电力系统在广域覆盖、抗毁顽存、垂直应用等信息化能力建设方面的挑战,凝练高中低轨协同的卫星互联网内涵定义与能力特征,提出卫星互联网在电力规划、态势感知、巡视检修、防灾应急等业务领域赋能新型电力系统的实践路径。提出基于零信任的星地融合网络信息安全体系,为建设、运行及发展空天地全面一体、通导遥深度融合的新型电力系统提供基础参考,进一步提升新质生产力水平。

    • “新型电力系统数字化关键技术综述”专辑评述

      2024, 48(6):1-12. DOI: 10.7500/AEPS20240201001

      摘要 (237) HTML (455) PDF 724.84 K (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:数字化是推动新型电力系统发展的重要动力,已成为广受学术界和产业界关注的热点技术。为此,《电力系统自动化》编辑部组织了“新型电力系统数字化关键技术综述”专辑,系统化介绍了新型电力系统数字化基础元件装备、边缘计算技术、通信安全与防护、智能化调度决策等一系列技术成果,代表了本领域最新技术成果和先进经验。文中立足于新型电力系统数字化发展的整体趋势,对专辑论文按研究方向进行了系统性梳理,对其核心成果与观点进行了归纳总结,希望能够完整呈现专辑成果对新型电力系统数字化关键技术体系的支撑作用,为相关技术研究的进一步深化提供参考。