中国电力

2023, 56(2): 0-0.

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含光伏接入的中压配电网集中调控优化策略

汪泽州, 张明明, 钱峰强, 周弘毅, 于浩淼

2023, 56(2): 15-22. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202204109

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随着并网光伏数量和容量的增加，中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点，提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略，抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响，构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束，以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型；采用商用CPLEX对模型进行求解；最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明，所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动，合理分配分布式电源出力，降低网络损耗，同时保证光伏利用率处于相对合理区间。

基于微分代数神经网络的含新能源区域电网端口动态特性学习方法

曹斌, 苏珂, 原帅, 肖谭南, 陈颖

2023, 56(2): 23-31. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202208009

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高比例新能源渗透背景下，建立能够准确描述复杂环境因素影响下含新能源的区域电网端口特性动态模型，对于新型电力系统动态分析至关重要。为此，提出了一种基于微分代数神经网络的含新能源区域电网端口动态特性学习方法。该方法利用微分代数神经网络，基于区域电网接入点的时序量测以及光照强度、温度等环境量测数据，学习以神经网络表达的端口特性模型。所得模型由初始状态提取模块、微分神经网络模块、代数神经网络模块组成，可直接接入电力系统暂态仿真器中，用于分析电力系统整体动态特性。在IEEE-39节点系统中对该方法进行仿真验证，测试结果表明：所得模型能够适应不同环境场景，准确率高，验证了方法的有效性。该建模方法仅依赖端口时序量测，在新型电力系统动态分析中具有较大的应用潜力。

基于态势感知的高渗透率电动汽车接入电网后电压调整策略

刘宗, 何俊, 黄文涛, 朱理文, 邓长虹

2023, 56(2): 32-44. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202204108

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随着电动汽车使用量增加，区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术，提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略，通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先，在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息；其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数；然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差，基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正，确认电网预测电压偏差；最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式，对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析，验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。

同步调相机极限工况下典型磁场不对称故障安全风险

曹桂州, 陈二强, 范轩杰, 武玉才, 李珍平, 史书怀

2023, 56(2): 45-52,76. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202210010

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同步调相机典型磁场不对称故障下，由强励所形成的不平衡力和跳机风险升高。首先，分析转子动偏心和转子绕组匝间短路等典型故障对调相机磁场的影响机理；然后，借助气隙磁导法推导得到转子承受的不平衡磁拉力表达式，分析强励对不平衡电磁力的影响规律；最后，在一台大型同步电机上进行有限元电磁暂态仿真，模拟动偏心和转子绕组匝间短路故障，分别在调相正常励磁和强励工况下提取了转子所受不平衡电磁力，评估机组在强励状态下发生跳机的可能性。结果表明，强励状态下，调相机组由动偏心故障产生的不平衡磁拉力不会引起机组的剧烈振动，而转子匝间短路故障产生了较大的不平衡磁拉力，可能导致机组跳机。

功率模块压接型IGBT温度循环试验热负载施加方法

李标俊, 冷梅, 戴甲水, 王宁

2023, 56(2): 53-58,67. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202108069

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温度循环试验是研究功率模块压接型绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）特性的重要试验手段。为此，以柔直换流阀功率模块压接型IGBT为研究对象，结合理论计算与有限元仿真分析，提出了温度循环试验热负载施加方法，并获得相应的电输入目标参数。搭建了温度循环试验平台，对器件温度进行实时监测，综合对比分析功率模块受试IGBT器件的结温、壳温、散热器测温点温度数据。通过仿真结果验证了所提方法的有效性，可为同类型压接IGBT试验提供研究思路。

基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化方法

张杰, 王恒凤, 刘生春, 王华彪, 王沧海, 冉垚, 王献敏, 马勇飞, 颜伟

2023, 56(2): 59-67. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202107042

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动态规划法可高效、准确求解小规模区域电网动态无功优化问题，但随着电网规模的增大，存在组合爆炸而导致求解时间急剧增长的问题。为此，提出了基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化两阶段混合方法。第1阶段，采用Sigmoid函数实现原模型的连续化，然后采用内点法求连续最优解；第2阶段，在连续解基础上，采用启发式邻域搜索策略确定解耦动态规划法搜索空间，通过站间解耦、调压和无功补偿设备的解耦协调以及站内的动态规划求解区域电网动态无功优化问题。该两阶段方法既保证了优化解的质量又可以有效避免离散变量求解状态组合爆炸问题，大幅度提高了动态规划法的计算效率。以某220 kV控制分区的仿真分析，验证了所提方法的有效性。

基于深度确定性策略梯度算法的风光储系统联合调度策略

张淑兴, 马驰, 杨志学, 王尧, 吴昊, 任洲洋

2023, 56(2): 68-76. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202107065

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针对风光储联合系统的调度问题，提出了一种基于深度强化学习的风光储系统联合调度模型。首先，以计划跟踪、弃风弃光以及储能运行成本最小为目标，建立了充分考虑风光储各个场站约束下的联合调度模型。然后，定义该调度模型在强化学习框架下的系统状态变量、动作变量以及奖励函数等，引入了深度确定性策略梯度算法，利用其环境交互、策略探索的机制，学习风光储系统的联合调度策略，以实现对联合系统功率跟踪，减少弃风弃光以及储能充放电。最后，借用西北某地区风电、光伏、跟踪计划的历史数据对模型进行了训练和算例分析，结果表明所提方法可以较好地适应不同时期的风光变化，得到在给定风光下联合系统的调度策略。

750 kV高海拔交流输电线路无线电干扰测试数据分析

张业茂, 李妮, 周翠娟, 鲁浩男

2023, 56(2): 77-85. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202210028

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为建设高海拔特高压交流输电线路，需要掌握高海拔输电线路的电晕特性以指导设计，针对官亭长期观测站的750 kV单回输电线路无线电干扰典型测试数据进行了分析，研究表明：好天气下的无线电干扰基本都在55 dB以下，满足控制限值要求，雾和霾天气测量结果一般和好天气的基本相当。获取了无线电干扰在线路停电前后和带电前后的测量结果，无线电干扰可作为判定线路带电与否的一个判定依据。线路重新带电后，无线电干扰较大，随着带电时间逐渐增加，导线表面积灰去除后，无线电干扰减小。获取了无线电干扰随降雨、降雪量的变化规律。无线电干扰频谱在0.15~20.00 MHz大体上有衰减趋势，在较低频率的0.15~1.00 MHz标准频谱与实测结果基本相当，频率增加后，标准频谱较实测结果偏大，给出了一种更为接近的拟合曲线。

500 kV电力电缆用国产交联聚乙烯绝缘材料性能分析

闫轰达, 李文鹏, 张翀, 睢锐, 李飞, 何霖, 钟力生

2023, 56(2): 86-92. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202210100

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讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性，首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同；然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能，发现3种材料性能相当且均满足应用于500 kV电缆绝缘的要求；最后结合基料的分子链结构特性，认为在基料中引入更多的端基双键以提升交联效率，可能是后续国产绝缘材料提升的方向之一。

交流微电网直流互联变流器系统多阻抗优化控制

刘振国, 金铭, 于海, 陈文涛, 杨定乾

2023, 56(2): 93-101,156. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202203057

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为了实现系统功率双向传输控制、有功无功解耦控制、故障隔离等目标，2个交流微电网通过背靠背结构的电压源型变流器（VSC）进行直流互联。在功率双向流动系统中，定功率控制模式下变流器作为功率负载时，其直流或交流端口阻抗会呈负阻抗特性，进而减小系统阻尼，容易让系统失去稳定。针对该问题，提出一种多阻抗优化控制方法，不仅将该变流器直流和交流端口的负阻抗优化为正阻抗，还对定直流电压模式下的变流器直流端口阻抗进行优化，减小两侧阻抗的相位差，多角度增强系统的稳定性。首先，对系统的结构和控制进行了简单介绍。其次，对优化前两侧变流器多个端口阻抗的特性进行分析。然后，分析了多阻抗优化控制的工作机理，并得到优化后的端口阻抗模型。依据最小环路比和奈奎斯特稳定判据，对比分析了优化前后系统的稳定性。结果表明：提出的多阻抗优化控制方法能对系统中多个端口阻抗进行优化，不仅可以将原交、直流侧的阻抗特性从负优化为正，还可以减小直流侧阻抗间的相位差，使系统保持更大的稳定裕度。最后通过Matlab/Simulink仿真对所提控制方法的有效性进行了验证。

考虑路径损耗的热电联供型微网三层能量优化策略

凌凯, 王灿, 张高瑞, 王傲奇, 褚四虎, 田福银, 李欣然

2023, 56(2): 102-113. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202206113

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为了降低微网对外部系统的依赖与微网自身的运行成本，针对热电联供型微网群，提出了一种三层能量优化策略。该策略不仅构建了以各微网运行成本最小为目标的下层优化运行模型、各主体间交互成本最小为目标的上层优化运行模型，还新构建了以能量传输路径损耗最小为目标的中间层优化运行模型。该中间层模型通过易货交易和买卖交易的方式提高微网间能量互济能力，并基于Floyd-Warshall算法为微网间能量交易搜索最优传输路径。算例结果显示，该三层优化策略具有良好的适用性，相比其他优化策略，能量传输过程损耗更低、微网间能量互济能力更强，各微网运行成本更小。

基于弃风消纳的热网主动储热优化

王楠, 张辰, 何旭道, 杨雨薇, 陈炼, 刘浩, 王晨晨, 姜旭东, 叶成

2023, 56(2): 114-122. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202206104

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为解决由热电联产机组热电耦合特性所引起的弃风现象，基于热负荷可调性，提出基于热网主动储热的综合能源系统运行优化策略。通过分析不同场景下机组输出功率、热网储热效果及等效热负荷变化情况，分别探究了热网被动储热和热负荷可调性对风电消纳和系统运行性能的影响。结果表明：热网被动储热和柔性热负荷都可以提高风电消纳水平，但后者要优于前者。此外，热负荷可调性在一定程度上可以实现热网储热的主动性。

源-荷应用场景下储热式电锅炉投资经济性分析

许彦平, 施浩波, 秦晓辉, 赵明欣, 白婕, 丁保迪

2023, 56(2): 123-132. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202208125

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储热式电锅炉是一种电-热转换设备，可应用在电力系统的源、荷两侧，提升系统灵活性。为分析储热式电锅炉投资经济性，首先，基于储热式电锅炉在源-荷场景下运行模式的差异，构建不同场景下储热式电锅炉运行约束模型，分析不同模式下投资主体经济效益和社会综合效益构成；其次，基于时序生产模拟，以年度经济效益最大为目标，建立储热式电锅炉投资主体经济效益优化模型；最后，基于净现值法分析评估储热式电采暖投资主体的投资经济性，并以“三北”地区某省级电网开展实例分析，依据东北电力辅助服务市场运营规则测算，结果表明：不同应用模式均具有明显社会综合效益，热电厂投资模式的盈利能力最强，风电场投资模式和荷侧独立主体投资模式经济上不可持续，需要调整相应的市场运营策略。

考虑光储型电热协同系统灵活性的多代理削峰填谷策略

曾爽, 梁安琪, 王立永, 李香龙, 马麟, 王喆, 王林钰, 刘澜, 赵伟

2023, 56(2): 133-142. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202209016

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为解决光储型电热协同系统（electric-thermal system, ETS）协作参与电网削峰填谷问题，并减小负荷预测误差和新能源波动对调节效果的影响，提出一种多代理削峰填谷策略。该策略依托由配网代理、区域代理、ETS/光伏发电（PV）代理和执行单元构成的多代理系统实施，包含集中式能量优化和分布式能量管理环节。在集中式能量优化过程中，配网代理可通过求解以自身运行成本最小为优化目标的模型预测控制（model predictive control，MPC）优化模型，为区域代理及其内部的光伏系统提供日内有功功率上限计划。分布式能量管理过程中，区域代理和ETS/PV代理基于多智能体一致性算法获取供暖设备的有功功率修正值，从而减小实际区域代理有功功率与其计划值间的偏差。仿真结果表明：该策略可使系统协同参与削峰填谷且结果更精确。

考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测

徐一伦, 张彬桥, 黄婧, 谢枭, 王若昕, 沈丹青, 何丽娜, 杨凯帆

2023, 56(2): 143-149. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202108059

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为了提高光伏发电功率预测精度，根据不同天气类型下光伏输出功率特点，确定光伏发电功率预测模型的输入量。针对狼群算法（wolf pack algorithm，WPA）缺陷，对狼群游走位置和奔袭步长进行改进，得到改进狼群算法（improved wolf pack algorithm，IWPA），并通过IWPA对最小二乘支持向量机（least squares support vector machine，lSSVM）进行优化，建立了考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测模型。采用不同天气类型下的光伏发电功率数据进行仿真，结果表明：无论是晴天、多云还是阴雨天气，所提方法预测精度更高，回归拟合时的误差波动更小。

考虑灵活性供需平衡及响应速度的分布式电源集群划分方法

叶畅, 伊华茂, 朱炯达, 赵晶晶, 吴炼

2023, 56(2): 150-156. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202203115

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大规模分布式电源（distributed generation，DG）接入电网给电力系统传统集中式调控带来困难。为进一步提升分布式电源集群（distributed generation cluster，DGC）灵活性分布式调控，提出一种考虑DGC供需平衡及响应速度的集群划分方法。首先进行了集群爬坡灵活性分析，提出了功率分配策略以满足调频灵活性需求；接着，提出了DGC供需平衡指标以及响应速度指标，得到了集群划分方法；最后，基于IEEE 33节点算例验证了所提方法的有效性。

基于LM-CNN的输变电工程造价自动计算模型

武小琳, 栾凌, 潘连武, 李海龙

2023, 56(2): 157-163. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202103063

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输变电工程造价计算作为造价管控技术的核心环节，其计算模型的好坏直接影响输变电工程造价管控效能。然而现有模型往往不能兼顾计算速度、精确性与稳定性。为解决上述问题，首先，针对输变电工程造价中的实际需求确定模型的输入与输出，构建卷积神经网络模型；然后，将历史造价数据作为样本输入网络模型，得到网络输出；最后，针对期望输出与实际输出相差较大的问题，利用列文伯格-马夸尔特算法对卷积神经网络的权重参数进行优化，完成模型训练。该模型结合列文伯格-马夸尔特算法与卷积神经网络模型的优点，相比于反向传播（BP）神经网络与梯度下降法-卷积神经网络（GD-CNN）具有更高的预测精度与稳定性，提高了输变电工程造价的计算效果。

参与辅助服务的用户侧储能优化配置及经济分析

尚博阳, 许寅, 王颖, 张景平

2023, 56(2): 164-170,178. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202103054

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为使用户侧储能收益最大化，提出了一种参与辅助服务市场的用户侧储能优化配置方法。首先，建立了用户侧储能的全生命周期成本和考虑辅助服务的收益模型；其次，在两部制电价下，基于对储能电池运行特性和用户负荷特性的考虑，建立了一种参与辅助服务的用户侧储能优化配置模型，以储能容量和辅助服务参数为优化变量，对工业用户全寿命周期的净收益进行优化计算；然后，以广西储能辅助服务市场为例，实现了用户侧储能最优容量下的配置优化，确定了参与辅助服务的变量值；最后，通过改变政策敏感度对比分析了不同辅助服务的经济效益，给后续储能投资提供了指导性意见。

基于CEMS数据的超低排放燃煤机组大气污染物排放特性分析

曲立涛, 齐晓辉, 王德鑫, 于洪海

2023, 56(2): 171-178. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202203075

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以54台超低排放燃煤机组为研究对象，对比分析了主要大气污染物（颗粒物、SO₂、NO_x）的年排放达标率、年排放浓度、排放性能等排放特征。在对环保设施投运和故障进行调查的基础上，分析了排放超标和故障的原因。结果显示：参与调查的燃煤机组中颗粒物、SO₂、NO_x排放年度达标率分别为99.981%、99.962%、99.893%，表明能够稳定实现超低排放；颗粒物、SO₂、NO_x排放绩效均值分别为11.11、68.16、140.26 mg/(kW·h)，满足且优于国家标准要求；启停时段颗粒物、SO₂、NO_x排放超标时长占比分别为54%、64%、57%，说明机组启停过程中颗粒物、SO₂、NO_x排放浓度难以控制，消除启停机期间制约环保设施正常投运的影响因素是后续主要研究方向。

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