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    2023年 第56卷 第12期    刊出日期:2023-12-28
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    2023, 56(12):  0-0. 
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    专稿
    全国碳市场扩容下电力平均排放因子选择对高耗能产业的影响分析
    邱忠涛, 金艳鸣, 徐沈智
    2023, 56(12):  1-7.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309106
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    电力平均排放因子是用来测算间接碳排放量的重要参数,广泛应用于区域、行业、企业等不同主体的碳核算。由于中国区域级电力平均排放因子差异性较大,采用全国、区域、省级等不同层级排放因子对行业企业间接碳核算将产生较大影响,直接关乎省级“双碳”指标考核、高耗能产品出口碳关税以及国内碳市场履约成本等。以电解铝行业为例,测算分析了电力平均排放因子选择对高耗能行业产品碳核算结果及行业碳履约成本的影响。研究结果表明,电力平均排放因子的选择需要结合核算主体的应用场景因地制宜。从促进企业节能减排以及发展公平性考虑,全国碳排放权交易市场下各行业间接排放核算应统一采用全国电力平均排放因子,区域温室气体清单编制应优先采用省级电网对应的电力平均排放因子。

    特约主编寄语
    特约主编寄语
    2023, 56(12):  8-8. 
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    分布式智能电网的规划、运行和电力交易
    配电网自治单元规划研究综述与展望
    陈璨, 王晶, 于宗民, 马原, 王乙, 范梁晨曦, 丁然, 李红权
    2023, 56(12):  9-19.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202304096
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    配网侧分布式资源的规模化发展加大了配网安全可靠供电保障难度。合理规划自治单元能以最小经济成本提升自治单元灵活性、供电安全可靠性以及消纳能力。然而现有的规划方法大多只考虑供电可靠性和经济性约束,未考虑资源相关性、调控模式以及电力市场因素,造成规划结果冗余及资源浪费。从自治单元的物理范围、容量规划影响因素、建模方法及求解算法4个方面进行综述分析,明晰自治单元的物理含义,分析源荷随机不确定性及相关性、调控模式、电力市场政策等因素对自治单元容量规划的影响,讨论考虑多因素的自治单元建模方法,比较不同规划求解算法的适用条件。最后,总结当前自治单元容量规划的不足,并提出相应建议及展望。

    考虑多时刻和压缩候选集合的配电网最小化采集优化方法
    袁兆祥, 肖智宏, 王晶, 于燕玲, 黄炎, 高星乐
    2023, 56(12):  20-30.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307052
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    当前配电网可观性不足,导致大规模分布式电源并网下的中低压配电网能量管理能力欠缺。配电网最小化采集技术能够以最小经济成本实现量测最优配置,对于提升系统可观性水平至关重要。提出一种考虑多时间断面的最小化采集优化方法,模型分两阶段求解。第一阶段压缩候选量测集,将无须迭代更新的Fisher信息矩阵(Fisher information matrix,FIM)值作为蚁群算法信息素更新参数,极大降低了算法的复杂度;在此基础上,第二阶段考虑状态估计精度需求,基于蚁群算法进一步确定最优配置方案。通过方案对比表明,所提最小化采集方法可充分考虑潮流分布变化对状态估计精度的影响,实现了采集终端集约化配置与高效计算,保障了终端投资经济性与配电网可观测性。

    基于矩差分析的配电网分布式储能优化配置
    孙东磊, 王耀, 张惠雯, 刘蕊, 石冰珂
    2023, 56(12):  31-40.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306057
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    随着“双碳”目标的提出,未来配电网中会面临极高比例的光伏等新能源接入,电压越限、潮流返送等问题频繁发生。在充分利用配电网已有调压手段和无功补偿的基础上,由于分布式光伏装机容量太大无法就地消纳,光伏大功率返送导致节点电压越上限。针对此问题,提出了一种基于矩差分析的分布式储能优化配置方法。提出了光伏矩和负荷矩的概念,进而提出了矩差的概念,对矩差和节点电压之间的关系进行了公式推导和理论分析,得出了配电网节点电压与矩差之间的关联关系,并详细阐述了光伏矩和负荷矩的计算方法。在此基础上,提出了一种基于矩差分析的配电网储能优化配置方法,以发生光伏返送时保证配电网所有节点不发生电压越上限为目标。IEEE 33节点配电网系统算例表明,与传统的智能优化算法相比,所提方法直接确定储能安装位置,计算效率高,计算结果准确,工程实用性强。

    基于二阶统一模型的分布式发电并网同步控制研究
    黄龑, 郝迎鹏, 汪慧娴, 郑龙烨, 张凯哲, 许银亮
    2023, 56(12):  41-50.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202305133
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    现有的分布式发电逆变器并网同步控制主要分为电网跟踪型控制和电网支撑型控制2种模式。首先通过多时间尺度分离法,建立了电网跟踪型和电网支撑型同步控制的二阶统一模型。基于二阶统一模型,分析了跟网型和构网型控制的小信号稳定性,并指出跟网型控制与强电网兼容,而弱电网可以提高构网型控制的阻尼比。然后,分析了跟网型和构网型控制的暂态稳定性,并提出了一种通用的稳定性增强方法,以增强系统的同步稳定性。最后,通过实验测试,验证了所提改进型控制策略的有效性。

    部分可观测条件下的配电网数据驱动最优潮流模型
    李鹏华, 宋卓然, 吴文传
    2023, 56(12):  51-57.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306041
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    电力系统最优潮流计算是典型的非线性非凸问题,线性化潮流模型主要用于将原始最优潮流问题转化为凸优化问题。配电网覆盖范围广,设备众多,模型参数维护困难,已有的基于数据驱动的线性化潮流模型多基于完备的系统量测数据,而实际中考虑经济性安装的测量单元,无法覆盖所有设备,系统量测通常是部分可观测的。为解决量测的部分可观测性问题,提出一种数据驱动线性潮流模型,并基于此构建基于数据驱动的线性化最优潮流模型,该模型对量测中的不良数据具有鲁棒性。通过对不同部分可观测场景的测试,验证了所提模型的有效性。

    基于区块链和禀赋效应的主动配电网经济运行方法
    周蠡, 熊川羽, 柯方超, 李智威, 张洪, 陈然, 刘万方, 喻亚洲, 任丽琴
    2023, 56(12):  58-68.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202305036
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    随着可再生能源的大规模接入,参与电能交易的主体数量日益增加,由调度中心撮合的传统集中式交易模式无法应对激增的交易数据,难以达到主动配电网经济运行的最优状态。为此,提出了一种基于区块链和禀赋效应的主动配电网经济运行方法,利用区块链的去中心化、自治性、匿名性等特点构建电能交易机制。在此基础上,将参与需求响应的用户视为“行为经济人”,构建了基于禀赋效应的需求响应模型,该模型更加贴合用户心理需求。算例结果表明,提出的基于区块链技术的电能交易机制能够有效提升电能交易效益,建立的基于禀赋效应的需求响应模型可以有效提升主动配电网运行的经济性和源荷匹配性。

    考虑资源储备度的主动配电网多目标集群划分与电压控制方法
    王晶, 袁懿, 邵尹池, 张晋奇, 丁然, 巩彦江
    2023, 56(12):  69-79.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307070
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    针对分布式光伏高渗透率接入配电网后引起的节点电压越限问题,提出一种考虑资源储备度的主动配电网多目标集群划分与电压控制方法。首先,考虑分布式光伏发电接入时自身调节能力对集群耦合关系及整体控制能力的影响,建立考虑资源储备度的多维集群划分指标。然后,使用K-means聚类算法对离散粒子群算法(discrete particle swarm optimization,DPSO)进行改进,将集群划分转换为优化求解问题。接着,建立主动配电网集群电压控制模型,以主导节点的无功/有功功率为控制对象,确定分布式光伏的时序动作、功率;最后,以某整县屋顶分布式光伏开发试点内的电网为仿真算例,分析不同方案下电压的控制效果、系统网损和光伏利用率等,验证了本文所提电压控制方法的正确性和有效性。

    考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估
    段瑶, 高崇, 程苒, 吴亚雄, 黄烨, 刘志文
    2023, 56(12):  80-85, 99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309018
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    提出了考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估方法。首先,构建5G基站用电负荷需求模型,并分析5G基站自备储能可调度潜力;其次,建立考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估模型;然后,引入辅助变量并对模型进行二阶锥松弛,构建分布式光伏最大准入容量评估线性化模型;最后,采用改进后的IEEE 33节点配电网对不同场景下的配电网分布式光伏最大准入容量进行评估。算例分析结果表明:考虑5G基站可调度潜力可以有效提升配电网分布式光伏最大准入容量。

    特约主编寄语
    特约主编寄语
    2023, 56(12):  86-86. 
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    电力系统弹性提升关键技术
    体系架构下的多微电网分布式韧性增强策略
    林林馨妍, 朱俊澎, 袁越
    2023, 56(12):  87-99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202304051
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    为了提高多微电网系统应对极端场景的能力,提出一种体系架构下多微电网分布式韧性增强策略。首先,基于体系(system of systems,SoS)架构对多微电网系统的能量互济过程进行建模,并采用分布式优化算法进行求解,保障了用户信息的私密性。其次,将经济性最优与满足频率稳定性共同作为目标,优化求解系统最小负荷切除问题,在追求系统整体运行效果的同时,更具针对性地满足子微电网的内部需求。最后,基于动态乘子更新策略的同步型交替方向乘子法解决分布式算法参数选择的难题,提升算法的收敛性和实用性。算例分析验证了所提模型与算法的有效性。

    基于CiteSpace的配电网韧性评估与提升研究综述与展望
    吴岩, 王光政
    2023, 56(12):  100-112, 137.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306119
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    为系统把握配电网韧性的理论脉络和发展趋势,采用CiteSpace的可视化分析,揭示配电网韧性研究领域的研究动向。研究发现,国内学者关注提高配电网可靠性、风险评估方法、电动汽车影响、电能质量保障、智能电网建设和储能技术提高等方向;国外学者还同时关注了需求响应、主动配电网和优化配置等,且研究重点逐渐从技术方法转向新兴技术和管理方法。通过关键词聚类分析,概括了国内配电网评估、规划与设计、供电可靠性、新能源并网等四大研究方向,以及国外的人工智能与智能电网、可再生能源、电力系统韧性和可靠性三大研究领域。最后对领域内高被引文献进行了分析,可为领域发展和问题解决提供重要启示。

    面向输电网弹性提升的灵活控制装置配置规划
    李力, 黄欣, 徐天元, 陈玥, 陆秋瑜, 杨银国, 刘洋, 朱誉, 李更丰, 邵成成
    2023, 56(12):  113-126.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310024
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    为提升电力系统弹性,确保主网应对小概率-高影响事件的能力,基于鲁棒优化理论提出主网灵活控制装置配置的规划框架,充分考虑远动开关配置下的最优线路开断(optimal transmission switch,OTS)、线路强化加固装置以及储能设施之间的最优协同作用,最大限度降低投资运行成本的同时减少由潜在极端事件造成的经济损失。首先,基于持续负荷曲线构建考虑典型日线路中断与新能源出力波动的两阶段鲁棒规划模型;然后,采用修改后的嵌套列和约束生成算法(nested column-and-constraints generation,NCCG)对模型进行求解,使用相关加速策略提升模型求解效率;最后,通过IEEE-24节点系统进行仿真分析,验证异质灵活控制装置之间的规划协同作用以及模型的有效性。

    基于风险抑制理论的电网弹性运行方法
    王曦悦, 张浩, 彭超逸
    2023, 56(12):  127-137.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307045
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    新型电力系统建设背景下,海量新能源并网对现有电网调度运行模式带来巨大挑战。为解决新能源功率波动性和不确定性对电网实时功率平衡带来的失负荷风险,基于风险抑制理论提出电网弹性运行模型(risk limiting based resilient operation,RLB),并针对求解概率型约束的难题给出解决方案,提升电网运行弹性。通过推导RLB的3种中间态模型及其解析解,提出基于中间态模型迭代的RLB求解算法,并对其全局最优性给出严格证明。基于IEEE 6节点和25981节点实际区域电网算例,分析了系统灵活性、预测精度和系统弹性之间的关系,指出提升新型电力系统运行弹性的前提是足够的系统灵活性和预测精度。

    基于UIE框架的电网故障处置预案实体和事件识别方法
    皮俊波, 齐世雄, 孙文多, 楼贤嗣, 沃建栋, 张越, 姜涛, 单连飞
    2023, 56(12):  138-146.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307076
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    电网故障处置预案区域差异化明显且实体嵌套复杂,仅凭实体类型识别难以准确地将其结构化。 提出一种基于通用信息抽取(universal information extraction,UIE)框架的故障处置预案实体和事件识别方法。首先,提出基于句法分析的故障处置预案实体标记方法,生成故障处置预案标记实体;然后,接入ERNIE 3.0编码及双指针解码模块替代UIE框架中生成式模型,通过调节超参数训练故障处置预案实体与实体标签在高维空间的映射关系及实体嵌套关系;最后,基于句法结构组合嵌套复杂的预案实体得到预案事件。通过不同区域电网调控中心预案验证,与其他算法相比,所提方法对故障处置预案具有较高的实体和事件识别精度,能够准确识别预案中故障处置策略和恢复策略,为故障情况下区域电网弹性提升提供支撑。

    低碳园区综合能源系统规划与运行关键技术
    计及需求响应的高比例清洁能源园区储能容量优化配置
    蒋棹骏, 向月, 谈竹奎, 郭咏涛, 王扬, 周科
    2023, 56(12):  147-155, 163.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202302038
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    为了提高园区清洁能源消纳水平、储能配置经济性,提出一种考虑需求响应的高比例清洁能源园区储能容量优化配置方法。首先,建立光伏、风机、储能功率模型;其次,设计了考虑刚性、可转移、可中断负荷参与的需求响应机制,实现一定时间尺度下负荷的转移;然后,以系统总净现成本最低为优化目标,考虑入网功率波动、充放电限值等约束条件,建立储能经济配置模型。算例验证了所提方法的有效性,相比传统方法,所提配置方法可以有效降低系统经济成本并提高清洁能源消纳水平。

    考虑可调市场和外部需求响应的虚拟电厂优化运行策略
    黄蔚亮, 苏志鹏, 梁欣怡, 陈涛, 王莉, 周亮
    2023, 56(12):  156-163.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309024
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    虚拟电厂参与电网需求响应已成为新型电力系统削峰填谷的重要手段,提高虚拟电厂在电力市场的获益能力十分关键。为此,提出一种考虑可调市场和外部需求响应的虚拟电厂优化运行策略。首先,建立调节市场(regulating market,RM)和需求响应交换市场(demand response exchange market,DRXM)模型;其次,考虑外部需求响应(external demand response,EDR)灵活性,建立虚拟电厂参与日前和调节市场的运行决策框架。DRXM作为多个EDR供应商的聚合者,向虚拟电厂提供EDR服务,降低RM的不平衡惩罚,提高虚拟电厂经济性;然后,构建虚拟电厂双层优化运行模型,上层虚拟电厂通过参与DRXM降低RM惩罚,实现利润最大化,下层配电系统运营商通过清除日前和调节市场偏差,实现运行成本最小化,采用KKT条件将优化模型转化为单层问题求解;最后,以改进IEEE 33节点配电网系统进行算例分析,验证了所提策略对虚拟电厂获益能力提升的有效性。

    基于联邦学习的综合能源微网群协同优化运行方法
    薛溟枫, 毛晓波, 肖浩, 周毅斌, 浦骁威, 裴玮
    2023, 56(12):  164-173.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202302034
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    针对现有多主体综合能源微网群协同运行中,集中式优化面临的主体隐私保护、参数难以共享问题,以及分布式优化面临的优化模型须大量简化近似、全局最优性难以保障的问题,提出了一种基于联邦学习的多主体综合能源微网群协调优化运行方法,以兼顾主体隐私性与全局最优性。首先,基于循环门控单元(gated recurrent unit,GRU)深度学习网络构建各综合能源微网的等值互动特性封装模型并上传至云端;其次,在不侵入各微网内部隐私数据的基础上,将各微网等效模型加密后于云端汇总并进行联邦学习;然后,依据云端联邦学习的结果对边端各综合能源微网互动特性封装模型进行修正和更新,迭代直至损失函数收敛,进而实现隐私保护下综合能源微网群的全局协同优化运行;最后,通过典型的综合能源微网群仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性,结果表明,所提方法能实现综合能源微网群的快速高效优化运行,并有效保护各参与方的数据隐私。

    考虑阶梯式碳交易及综合需求响应的虚拟电厂优化调度
    苏志鹏, 王莉, 梁欣怡, 陈涛, 曾顺奇, 余志文
    2023, 56(12):  174-182.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202308094
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    双碳目标下,多能耦合协同运行的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)能够有效提升系统经济效益。为降低VPP碳排放量,同时挖掘其需求侧可调节潜力,提出一种考虑阶梯碳交易及综合需求响应的虚拟电厂优化调度模型。首先,基于阶梯式碳交易机制,考虑虚拟电厂各组成元件约束,建立参与碳交易市场的虚拟电厂模型;其次,将需求响应分为价格型需求响应和替代性需求响应,分别构建响应模型;最后,考虑购能成本、系统运营成本和阶梯式碳交易成本,以VPP在调度周期内收益最大为目标函数建立虚拟电厂低碳经济运行模型,并通过算例仿真验证所提模型的有效性。

    电网
    基于因子分析与统计学技术的保护测量回路误差评估
    易亚文, 江传宾, 龚世玉, 秦小元, 赵静朴, 李振兴
    2023, 56(12):  183-190.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309022
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    为提高保护测量回路可靠性和保证电力系统安全运行,须及时解决保护装置的测量误差问题。针对保护测量回路,构建了基于因子分析与统计学技术的误差评估方法。该方法基于三相数据间具有线性强相关性的基本原理,对保护测量回路获取的三相电流进行了因子分析,构建了误差启动判据;基于因子分析的结果,采用统计学技术中的3种经典统计量和控制阈值实现了误差源定位,达到了误差小于5%的评估精度。仿真结果证明了基于因子分析与统计学技术的保护测量回路误差评估方法的有效性与准确性。

    基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略
    李娟, 汪家铭, 许苏迪, 姜云龙, 杨雄
    2023, 56(12):  191-198.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309079
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    针对原有配电网故障恢复策略在处理高渗透率分布式光伏并网时效率低、易陷入局部收敛等问题,提出了一种基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略。首先,以最小化失电负荷量为主和最小化网络损耗为从,构建主从双目标优化目标函数,并计及约束条件建立含分布式光伏并网的配电网故障恢复模型。其次,为克服标准萤火虫算法的不足,采用量子编码和量子旋转门的方式提高萤火虫算法的寻优速度和全局搜索能力,缩短故障恢复模型求解时间。然后,采用量子萤火虫算法求解故障恢复模型,通过控制配电网系统开关的通断,在保证重要负荷恢复供电的基础上尽可能多地恢复失电负荷,同时减少网络损耗。最后,在IEEE 33节点系统上进行算例分析以验证所述方法的可行性和优越性。

    考虑碳交易成本的输储多阶段协调规划方法
    李强, 王尧, 胡迎迎, 郑晓明, 张琳娜, 荆永明
    2023, 56(12):  199-205.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309095
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    输电网和储能协调发展是构建新型电力系统的重要途径。传统的输储协调规划往往忽略了风电等新能源出力聚类场景概率的误差,导则规划结果保守。首先通过场景聚类将年周期下的负荷需求、风电出力生成典型场景集,并考虑场景概率的误差,建立基于1-范数和∞-范数的场景概率分布不确定集合;然后,建立以输电线路投资成本、储能投资成本、运行成本、碳交易成本为综合目标的输储多阶段协调分布鲁棒规划模型,采用列与约束生成(column-and-constraint generation,C&CG)算法将输储多阶段协调分布鲁棒规划模型转化为主子问题迭代求解;最后,在改进的IEEE-30节点系统上验证了所提输储多阶段协调规划方法的优越性。

    基于水电关联信息的零电量低压用户窃电检测
    邹念, 魏梅芳, 苏盛, 郑应俊, 周文晴
    2023, 56(12):  206-216.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202211098
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    低压居民窃电用户中的零电量用户,不能提供用户用电行为的有效信息,又容易与空置房用户混淆,是窃电检测中的一类特殊问题。利用居民用户用水、用电数据之间具有强关联性的特点,提出基于水、电关联信息的零电量用户窃电检测。首先,分析居民用户用电、用水数据间的关联关系;然后,构建用户日用电量与日用水量的最大互信息模型,计算不同时间尺度下的最大互信息系数来衡量其信息相关度;接着,对用户的最大互信息系数进行聚类,将显著偏离类簇的样本识别为水电量具有弱相关性的窃电嫌疑用户,当窃电嫌疑用户的用电量为零时即为零电量窃电用户;2个台区的测试算例表明:所提方法可有效检出零电量窃电用户,指导现场窃电检测工作。

    基于参数优化的VMD-SVD和LSTM的输电杆塔倾斜状态识别
    赵隆, 温冠儒, 刘志成, 袁鹏, 董新胜
    2023, 56(12):  217-226, 237.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202302065
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    针对输电杆塔结构状态信息提取难度大、精度低等问题,提出了一种基于北方苍鹰算法优化的变分模态分解(northern goshawk optimized variational mode decomposition,NGO-VMD)与长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络的输电杆塔倾斜状态识别方案。通过北方苍鹰优化算法解决了变分模态分解参数难确定的问题,并且证明其分解的各阶本征模态分量(intrinsic mode function,IMF)可以有效提取出杆塔结构的模态信息。为了使信息特征更为明显,对IMF分量进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD),发现各阶分量的奇异值在杆塔不同状态下有较为明显的区别。最后引入LSTM神经网络进行特征分类,形成故障诊断模型。依托某110 kV猫头塔对模型进行试验验证,结果表明:所提方法对杆塔倾斜状态的识别准确率为96.68%,与其他方法相比,具有效率更高、稳定性更强、更加精准的优势。

    新能源
    考虑风电不确定性的短期合同电量协同分解优化模型及算法
    刘凌杰, 林济铿
    2023, 56(12):  227-237.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202305031
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    现有合同电量分解方法大多没有考虑风电不确定性的影响及未与发电计划协同优化,导致到期合同电量往往未能够得到充分执行。提出一种考虑风电不确定性和检修计划影响的短期合同电量协同分解优化新模型及算法,使得到期时合同电量能够公平合理地充分执行。首先,以发电成本、合同偏差成本及风电品质风险成本最小为目标,构建短期合同电量分解到天的优化模型及算法,得到每天预计完成的合同电量。然后,基于日前及日内短期及超短期负荷及风功率预测信息,分别构建考虑合同完成度的日前鲁棒发电计划及日内重调度优化模型及算法,在保证对负荷尽可能供电及系统安全约束满足的前提下,实现风功率充分消纳及每日合同电量的充分执行。在此基础上,对每日未完成的合同电量,通过后续日合同电量的滚动修正进一步加以实现,从而保证到期时短期合同电量能够得到充分执行。算例证实了该模型及算法的可行性和先进性。

    面向风电场的主动支撑电网型分散式储能控制策略与优化配置
    李成, 张婕, 石轲, 薛明华, 冯波
    2023, 56(12):  238-247.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202305132
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    面向新能源场站的分散式储能具有容量小、分散广、部署灵活、方便扩容等特点,降低了电池聚集所导致的事故危害隐患、规避了征地费用与配套建设成本高的问题,既可以针对节点进行精细化管理,又可以集群化控制,帮助新能源场站改善涉网性能、减少考核成本、提升发电效能。首先,基于“分散布置,集中控制”原则提出一种分散式储能集群化控制策略,将分散式储能虚拟成为集中式储能的形式,并根据储能荷电状态与健康状态对功率指令进行合理分配。其次,根据并网要求,设计了基于调频优先制定的风储协同控制策略。进一步参考江苏省考核细则,提出了主动支撑电网型的分散式储能配置优化模型。算例结果表明,配置一定规模储能可以减少考核成本、改善涉网性能。

    计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估
    郑伟民, 但扬清, 王晨轩, 武佳卉, 朱云峰
    2023, 56(12):  248-254.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202305105
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    针对电网消纳能力评估问题进行研究,提出一种计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估方法。首先,构建风-光-水-火多能协同系统框架;其次,给出可再生能源接纳运行风险的定义,并建立可再生能源运行风险模型;最后,基于两阶段鲁棒优化理论提出计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估模型,并采用列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法求解。算例结果表明:所提模型可有效控制可再生能源出力不确定集及评估电网可再生能源消纳能力。

    能源转型
    能耗双控向碳排放双控转变影响分析及推进路径设计
    汤芳, 代红才, 张宁, 吴越, 薛美美, 陈睿
    2023, 56(12):  255-261.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310070
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    能耗双控向碳排放双控制度转变将带来可再生能源电力需求的激增,提升新能源开发利用水平和终端电气化水平,当前可能会加大新能源消纳和供电压力。基于经济-能源-环境一体化模型,量化测算了双控制度转变对纳入考核的总量和相关指标的影响。能耗双控转向碳排放双控的关键在于合理确定控制指标、全面完善基础条件、有序统筹推行范围。研究表明:“十四五”后期是双控制度转型初期,须加强基础条件建设,在多省市开展试点示范;“十五五”前期是转变中期,考核指标以碳排放强度为主、碳排放总量为辅,地区碳排放双控与控排行业碳交易开始衔接;“十五五”后期是转变完成期,基础条件具备,考核指标实现能源向碳的全面过渡,纳入碳市场的行业主体均从行政区划双控中剔除。

    考虑氢能需求的甘肃省电力行业低碳转型路径研究
    张学强, 董龙, 王栋
    2023, 56(12):  262-272.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202211012
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    氢能是清洁能源发展的重要方向,在电力、工业、交通、建筑供热等领域有着广泛的应用前景,氢能的综合利用对于电力行业的低碳转型至关重要。基于支持向量回归(SVR)模型对各领域的氢能需求进行预测,利用新能源电制氢能量转换关系等效替代为电负荷;考虑不确定性对供电和氢能设备投资成本进行预测;以预测数据、初始装机情况与减排目标为输入,各类电源发展规模、装机占比、碳排放量等为输出,建立规划模型。以甘肃省为例,分析不同场景下电源结构和碳排放量变化情况,以及氢能在电力行业低碳转型过程中的影响,为电力行业的低碳转型路径规划提供参考。