当期目录

2020年 第53卷 第8期    刊出日期：2020-08-05

上一期    下一期

目录

目录

2020, 53(8):  0-0. 

摘要 ( )   PDF (1190KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

综合能源配用电关键技术专栏

面向能源互联的分布式发电系统聚合服务运营模式分析

胡洋, 田兵, 雷金勇, 袁智勇, 马溪原, 余文辉, 马建勋

2020, 53(8):  1-8.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912072

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3922KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在能源互联网背景下对分布式发电系统的运营模式进行分析，基于传统统购统销运营模式提出了面向能源互联网的分布式发电系统聚合服务商运营模式，分析了聚合服务商运营模式参与的2种主要辅助服务类型，并提出了相应的预期成本及收益计算方法。以某工业园区为例进行数值分析，得到分布式能源系统在2种模式下的成本及收益，并就其关键参数，包括上网电价、光伏补贴电价、辅助服务价格、出力分配系数等，采用控制变量法分析其对静态投资回收期的影响。

考虑需求响应与光伏不确定性的综合能源系统鲁棒优化

翟晶晶, 吴晓蓓, 傅质馨, 朱少杰, 刘皓明

2020, 53(8):  9-18.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912126

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3596KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

光伏接入和用电负荷需求响应给能源系统运行带来了诸多的不确定性，增加了综合能源系统优化调度的复杂度。基于多源信息融合的综合能源系统，可以实时收集和处理海量运行数据，实现终端供能系统高效经济运行。在介绍基于多源信息融合的综合能源系统基础上，建立了用电负荷需求响应模型，用来描述可平移负荷需求响应特性，针对光伏出力不确定性，采用拉丁超立方采样和K-均值场景缩减技术生成典型场景集，以此确定光伏出力不确定性区间。建立了综合能源系统的典型设备数学模型，构建考虑用电负荷需求响应的综合能源系统经济运行鲁棒优化目标函数，并采用鲁棒优化算法进行求解。案例仿真结果显示，鲁棒优化在提高系统运行安全性的同时，增加了系统运行费用；同时，考虑需求响应后区域综合能源系统运行经济性得到提升，用户需求响应参与度越高，经济性提升效果越明显。

能源互联网背景下园区用户画像及成熟度评价模型研究

王利利, 张琳娟, 许长清, 武宏波, 李翼铭, 黄玉晶

2020, 53(8):  19-28.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912066

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3788KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着能源互联网建设的不断深入，中国能源相关行业从上到下均积极创新，促进能源的高效、合理利用发展，园区用户作为能源消费的重点以及能源互联网技术集中应用地，是能源革命的重要前沿阵地。如何高效深入挖掘海量数据蕴含的价值信息，刻画园区用户的用能特征为用户、电网及更多市场主体提供价值服务是能源互联网建设的重要内容与研究方向。基于用户画像技术，基于用户负荷水平、用户日常用电行为、用户多元互动能力等因素，构建多个维度用户特征的园区用户三级标签体系，并以此构建了园区用户成熟度评价模型，分别从负荷水平、用电行为、互动能力三个维度对用户的用电特性进行评价。实例分析表明该模型有助于区域电网运营商快速直观掌握电力用户的负荷行为模式以及电量需求规律，进而高效开展精准的供电及增值服务。

区域尺度住宅建筑日用电负荷模型构建方法研究

徐杰彦, 许雯旸, 褚渊, 晋远, 康旭源, 陈征

2020, 53(8):  29-39.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202002019

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5802KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

面对新时代能源发展形势，有效整合电力用户、电网企业及供应商信息，全面深度分析“源网荷储”特性是推进能源互联网发展的重要举措，模拟建筑用电这一典型负荷已尤为重要。关注区域规模居民用电负荷，提出用电负荷数据预处理分析方法和区域尺度住宅建筑日用电负荷模拟方法。区域尺度的用电数据在空间规模和时间跨度上均具有高维特征，分析大量数据并再现区域规模用电负荷是其主要难点。为此，提出结合自编码和k近邻算法的数据异常值剔除方法。在数据预处理的基础上，提出基于聚类分析的区域尺度住宅日用电负荷模型和模型检验方法，以单个住户的日均用电和全年最大日负荷为指标聚类，基于聚类分析结果提出随机用电模型，模拟区域尺度住宅建筑逐户逐日用电负荷。应用华东某重点城市智能电表采集的整年居民用电数据开展研究分析案例，实现区域住宅建筑居民日用电负荷的模拟再现。提出“数据异常值预处理、聚类分析、模型构建和检验”系列研究分析方法，可有效满足能源互联网建设对大量末端用户用电负荷的模拟分析需求。

含用户聚合代理的工业园区需求响应主从博弈机制与策略

李章溢, 马昕, 裴玮, 张亮, 刘明爽, 梁秋洪

2020, 53(8):  40-49.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201908008

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4043KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

区域综合能源系统中不同的利益主体往往具有多样化的优化目标和供用能需求，特别是聚合代理新型电力交易主体的出现，使得电能交易的相关调控策略和决策机制更加复杂，引入以价格为主导的博弈机制来协调均衡多方利益的对立是一个必然的趋势。考虑到能源交易过程中的先后次序和波动性变化等，基于Stackbelberg博弈理论和电力市场基本规则，提出了一种由用户聚合代理整合用户侧需求响应资源并与工业园区运营商互动的主从博弈电力市场机制模型，然后分析了工业园区和用户聚合代理的互动策略和博弈规则，并利用双层优化方法进行求解。通过优化分析验证了该机制在保证三方的经济利益下，同时能够改善用户聚合代理和企业用户在博弈中的弱势地位，对优化电力市场运营、降低大用户调峰成本和缓解电网压力具有重要意义。

考虑风电和负荷不确定冷热电联供微网日前经济调度

王长浩, 刘洋, 许立雄

2020, 53(8):  50-59.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907123

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3585KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以含多种分布式电源的冷热电联供（combined cooling heating and power, CCHP）微网为研究对象，考虑风电出力和冷热电负荷不确定对微网运行的影响，区分源荷不确定各自的特点，建立考虑风电和负荷不确定的CCHP微网两阶段鲁棒随机调度模型。虽然风电预测精度较低，但其波动范围易于测量，可以使用鲁棒优化方法处理风电不确定；负荷预测精度较高且有较强波动规律，使用随机优化方法处理负荷不确定。首先通过随机抽样形成多个负荷场景并削减，得到多个典型冷热电负荷场景；然后以最小化各场景的调度成本加权平均值为决策目标制定日前调度方案，该方案使用两阶段鲁棒优化方法求解。考虑实际生产中可能出现的弃风现象，为增加风电消纳引入弃风惩罚成本。算例仿真结果证明了所提调度方法的合理性与经济性。

电网

国家电网仿真计算数据管理平台研究与实现

范亚娜, 卜广全, 陶向红, 王虹富, 张志强

2020, 53(8):  60-68.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903001

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3008KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

深入剖析了大型互联电网对仿真计算数据管理的需求并提出了解决方案；研发了提取多时间断面电网模型的技术和应对母线拓扑变化的计算数据处理技术，开发了电网仿真计算数据管理平台并成功应用于国家电网仿真中心，有效支撑了调度系统等数十家单位联合计算数据的准备工作，成为国网运行方式数据管理和数据发布的平台。有效解决了超大规模电网运行方式数据准备工作周期长、工作效率偏低等问题，统一了不同地区仿真计算的数据来源，实现了电网仿真数据的远端维护、集中管理和滚动更新，提高了电网仿真模型数据的维护效率及质量，为特高压交直流混联大电网的安全稳定运行提供有力支撑。

基于TrueTime的光伏-通信联合仿真模块设计

陈璐, 王越, 唐巍, 张博, 蔡永翔

2020, 53(8):  69-76.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912018

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4862KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对现有电力通信协同仿真方法普遍存在时间同步难、数据交互接口复杂、动态仿真精度不足等问题，综合考虑操作简易性与光伏并网系统动态仿真精确性，采用模块化思想设计了一种基于TrueTime工具箱的光伏-通信联合仿真模块。所设计联合仿真模块可在同一个Matlab/Simulink仿真环境下实现，无须考虑复杂的时间同步机制与数据交互接口设计，为研究人员仿真分析已知的通信网络对光伏并网系统性能的影响提供了一种简单的分析手段。最后通过典型的测试系统验证了基于该模块的联合仿真方法的有效性。

交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法

颜伟, 杨彪, 莫静山, 周友斌, 王涛, 肖繁

2020, 53(8):  77-84.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202004166

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3756KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为保证分区电源对其分区内部换流站节点具有较强的电压控制能力，提出了一种交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法。通过对换流站进行负荷等值，模拟了源-荷-换流站节点功率的典型场景，进而采用机会约束计及源-荷-换流站节点功率变化时无功的分区平衡要求，建立考虑交直流耦合点可控性目标的优化模型，并基于目标相对占优的免疫遗传算法进行求解，从而进一步加强区域内电源对换流站的电压控制能力。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析，仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于能量比值分析的直流输电线路故障判别

朱鹏, 夏向阳, 李明德, 雷云飞, 夏立, 周正雄, 黄海, 尹鹏, 罗彦鹏, 厉广城

2020, 53(8):  85-90,99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912142

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5531KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对高压直流输电线路跨域广，遭受雷击概率较高，易引起输电线路故障的问题，提出了一种基于能量比值分析的故障识别方法。在考虑发生雷击故障或接地故障时，引起输电线路暂态能量发生改变，且雷击时的故障能量与接地故障时的故障能量不同的特征，通过从能量的角度出发，提出了利用S变换将输电线路各频带的能量进行分离，提取出特定频带的能量进行比值分析。基于EMTP/PSCAD搭建220 kV高压直流输电线路模型，仿真结果表明其方案可以很好地识别雷击故障和接地短路故障。

不同运检策略对变压器年停运时间的影响

孙慧君, 何永秀, 熊威, 张岩, 尤立莎

2020, 53(8):  91-99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912130

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3963KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

衡量不同运检策略对变压器年停运时间的影响，有利于变压器检修决策的优化和设备实物资产管理水平的提高。首先，描述变压器的运检策略及其寿命评估，然后，基于变压器的故障率对其运行状态进行蒙特卡洛模拟，得到变压器的无故障持续时间的概率分布。结合变压器役龄回退分析模型，构建变压器年停运时间计算模型，最后，分析不同运检策略对变压器年停运时间的影响。通过算例分析，证明了该模型的可行性，基于大数据的状态检修对于缩短变压器年停运时间效果更优。

基于场路耦合模型与改进差分进化算法的电容隔直装置多目标优化配置

刘宏伟

2020, 53(8):  100-106.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912188

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3576KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对隔直装置运行特点，在变压器安装电容隔直装置后对邻近变压器中性点直流电流影响进行分析，提出一种基于场路耦合模型和改进差分进化算法的电容隔直装置多目标优化配置方法，建立变压器等效模型及土壤分层模型，将二者结合形成等效的场路耦合模型，利用有限元法求解各变压器中性点的直流电流。在保证每台变压器中性点直流均低于限值的条件下，以投入装置数量最少和全网变压器中性点直流总量最小为目标函数，建立优化配置模型。通过直流输电工程的仿真算例验证所提方法的有效性和优越性，抑制了直流偏磁现象并节约成本。

北斗卫星导航系统（BDS）在智能电网的应用与展望

李博, 方彤

2020, 53(8):  107-116.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202006179

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3472KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

北斗卫星导航系统（Beidou navigation satellite system，BDS）对于智能电网的发展具有重要的推动作用。从BDS的发展现状和趋势分析出发，结合智能电网的需求，对BDS在智能电网中的应用开展研究。构建基于BDS的统一时空信息支撑框架，从授时、定位导航和短报文通信等方面分析BDS在智能电网的相关典型应用，结果表明：BDS是未来智能电网发展的基础支撑组件，大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术综合应用会对BDS起到融合增强效果，而BDS在智能电网的深化应用还面临成本、应用场景拓展、标准体系建设等挑战。

节能与环保

固定式燃气轮机大气污染物排放标准限值的选择

刘志坦, 舒喜, 杨爱勇, 李玉刚

2020, 53(8):  117-124.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912108

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4018KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着环保要求的严格与固定式燃气轮机装机容量的提高，其NO_x排放的影响日益受到关注。此外，目前国标《火电厂大气污染物排放标准》中关于颗粒物、SO₂的排放限制设定依据不准确，缺少指导意义。首先对NO_x、SO₂、颗粒物等常规大气污染物的来源、标准现状、排放现状、监测方法等方面进行对比分析。根据江苏省固定式燃气轮机改造的技术可行性、标准先进性与可实施性以及经济环境效益，建议将NO_x的排放限值定为15 mg/m³，并取消SO₂、颗粒物的排放限值。

燃机电站余热锅炉硫酸露点腐蚀试验研究

朱志平, 刘志峰, 黄赵鑫, 张俞

2020, 53(8):  125-130,138.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907138

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6170KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

硫酸露点腐蚀可导致燃机电站余热锅炉安全性与经济性降低。为探究其机理，结合现场运行工况，按热力学原理计算出了燃机电站余热锅炉凝结硫酸浓度分布值。以此为依据，对余热锅炉常用的20 G钢进行了硫酸露点腐蚀模拟试验；结合电化学工作站、透反射金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD），对20 G钢的电化学性能及表面形貌进行了分析。试验结果表明：低温-低浓度硫酸腐蚀情况比高温-高浓度硫酸腐蚀情况严重，若将给水加热器入口水温提高至80 ℃以上，可减小低温段管道腐蚀速率。

火电厂废水排放控制政策法规与技术路线综述

杨阳, 胡大龙, 黄倩, 许臻, 王璟, 吴火强, 王博

2020, 53(8):  131-138.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902197

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3823KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

火电厂取用水和排水现状与排污许可证要求有一定差距，火电厂废水排放控制工作势在必行。对比了节水与废水治理相关法律法规与技术标准，结合取用水与排水实际情况，给出了具有针对性的废水排放控制技术路线，包括火电厂废水排放控制目标与原则，原水预处理、脱硫废水处理、其他废水处理等技术路线；此外，还给出了末端废水处理技术路线，为火电厂开展相关改造提供依据和思路。

石灰石-石膏湿法脱硫废水排放量深度解析

贾西部

2020, 53(8):  139-144,163.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904115

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5638KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

火电厂废水零排放势在必行，其主要难点之一为石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的废水处置。为得出脱硫废水的合理排放量，以典型350 MW燃煤机组为例，从进入和排出脱硫系统的氯离子（Cl^–）量入手，以脱硫吸收塔浆液Cl^–平衡浓度控制为基准，对入炉煤、脱硫工艺水、脱硫石膏排出、脱硫废水排出等进行了Cl^–物料平衡计算。在此基础上分析了脱硫系统深度优化和烟气深度治理等工程对脱硫系统水平衡的影响。

典型燃煤电厂浆液冷却烟气消白设施SO₃治理效果测试研究

吴家玉, 朱杰, 莫华, 张峰, 帅伟, 张晴, 那钦

2020, 53(8):  145-150,172.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202004179

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5259KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

分别采用控制冷凝法和异丙醇吸收法对某1 000 MW燃煤发电机组浆液冷却烟气消白设施的烟气SO₃控制效果开展测试。结果表明，机组烟气湿法脱硫设施对SO₃去除效率为62.50%（控制冷凝法）和64.63%（异丙醇吸收法）。烟气经现有超低排放设施协同治理后SO₃质量浓度低于3 mg/m³。浆液冷却设施对SO₃的去除效率仅为6.68%（控制冷凝法）和5.55%（异丙醇吸收法），烟气SO₃控制效果和环境效益相对较低。建议基于科学论证审慎实施燃煤电厂烟气消白工作，应进一步开展高效SO₃治理技术、测试标准和环境管理政策研究。

低温余热闪蒸脱硫废水处理系统设计及应用

王晋权, 赵周明, 张志华

2020, 53(8):  151-157,181.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201912020

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5471KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

通过分析某电厂脱硫废水水质特性，提出了一种低温烟气余热闪蒸脱硫废水深度处理技术，通过建立求解工艺系统蒸发模型，确定了工艺系统主要参数，并建立了废水处理体积流量为15 m³/h的示范工程。运行结果表明，该工艺系统结构简单，运行稳定可靠且运行费用低，回收水量高，无废水排放，达到了脱硫废水零排放的目的；处理后的废水主要指标基本达到了GB/T 50050—2017《工业循环冷却水处理设计规范》的要求。

基于互信息和PCA理论的湿法烟气脱硫工况特征提取方法

刘文慧, 徐遵义, 张旭冉, 张海燕

2020, 53(8):  158-163.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201910099

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3817KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目前火电厂湿法烟气脱硫系统优化研究中主要采用主成分分析法进行特征提取，但由于湿法烟气脱硫系统能耗影响因素之间存在高耦合、非线性特征，现有特征提取方法无法评估特征间非线性关系。为此提出了一种基于互信息和主成分分析理论的特征提取方法。该方法用特征间的互信息矩阵取代主成分分析中的协方差矩阵，其特征向量表示新的主成分空间中各主成分的方向，特征值作为评价准则判断主成分维数。使用该方法对某电厂脱硫实测数据进行特征提取，实验结果表明：该方法降维效果更好，使用基于网格搜索法的支持向量机作为分类器，相同维度的主成分提出方法分类正确率更高；使用该方法进行浆液循环泵运行方式优化，耗电量平均降低约14.69%。

技术经济

引导电力供需长期有效均衡的容量市场设计

陈政, 张翔, 马子明, 戴晓娟, 夏清, 赵燃

2020, 53(8):  164-172.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201906029

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (2252KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

容量市场是维持未来电力平衡的重要交易品种，美国PJM等国外容量市场主要解决了未来容量供应可靠性和容量电量成本分离的问题，却面临未来容量预测不准确、市场难以有效均衡的问题。提出了基于供需多方互动、引入虚拟投机商的容量市场机制，通过不同市场主体之间的多方互动和投机商的投机套利行为，建立了消除不平衡预测偏差的市场校正机制，充分调动全社会的资源和智慧，引导电力供需长期有效均衡，降低市场风险。提出了容量市场和能量市场的衔接机制，以能量市场的资产利用率作为衡量容量市场中各主体中标容量有效性的度量，以激励相容的方式抑制市场主体在能量市场上动用市场力的冲动。

不同投资模式下计及缺电率约束的微网容量配置博弈分析

金顺平, 房方, 朱仲晏, 刘吉臻

2020, 53(8):  173-181.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903101

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (2713KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高独立风光储微网的经济效益和供电可靠性，需要合理配置风、光、储设备的容量。在未来微网运行的市场化模式下，若风、光、储设备属于不同投资者，可能造成微网整体运行最优与投资者追求各自利益最优之间存在矛盾。为此，基于博弈论中的纯策略纳什均衡和主从博弈相关原理，以风、光、储各自设备运行寿命内的年平均收益为优化目标，以缺电率作为可靠性约束，分别建立非合作，风、光主导和风电主导3种博弈模型，求解最优风光储容量配置。根据算例结果和缺电率的敏感性分析，验证了所建立博弈模型的合理性和有效性。

面向灵活性的电能量与辅助服务日前市场联合出清模型

杨萌, 张粒子, 吕建虎, 薛必克, 袁浩

2020, 53(8):  182-192.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202006277

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (2683KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

电能量和辅助服务日前市场作为支撑电力系统短期运行灵活性的主要交易平台，其出清模型关系到对灵活性资源的有效激励和利用效率。结合电力系统对灵活性电力资源的需求，分析了传统机组组合模型对灵活性资源利用效率的影响，提出了一种面向系统灵活性的日前市场联合出清模型。模型将爬坡变量纳入决策变量，考虑了机组启停过程出力、优化时间间隔、辅助服务调节方向等因素对系统灵活性的影响，实现了不同交易品种的联合出清。对含可再生能源、核电和储能系统的电力系统进行了案例分析，结果显示该方法可以体现不同灵活性资源的性能差异，更好地适应高比例可再生能源系统的需要。