当期目录

2024年 第57卷 第1期    刊出日期：2024-01-28

上一期    下一期

目录

目录

2024, 57(1):  0-0. 

摘要 ( )   PDF (1671KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

特约主编寄语

特约主编寄语

2024, 57(1):  1-1. 

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5290KB) ( )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

虚拟电厂构建与运营

虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架研究与思考

宋天琦, 吕志鹏, 宋振浩, 马韵婷, 张智慧, 周珊, 李昊

2024, 57(1):  2-8.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306121

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3561KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在“云边协同+物联网”的背景下，为给虚拟电厂动态性能量化分析评估提供全面的资源结构基础和系统化的调控框架，在对现有和潜在虚拟电厂规模化灵活资源进行调研梳理和系统分析基础上，结合资源电网接入体系和电网可控性进行研究，形成了融合3类路径、适应多场景多情形的系统化虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架。同时，依据该框架提出云边协同+物联网的虚拟电厂动态性能量化分析评估系统架构研究参考原则，探讨了虚拟电厂相关机制体制研究方向。

面向虚拟电厂运营的温度敏感负荷分析与演变趋势研判

周颖, 白雪峰, 王阳, 邱敏, 孙冲, 武亚杰, 李彬

2024, 57(1):  9-17.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307100

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4060KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着极端天气频发，温度敏感负荷用电逐年攀升，温度敏感负荷作为虚拟电厂优质的调控资源，亟须分析气象变化对于此类负荷的影响，由于叠加极端高温、大规模寒潮等异常天气的影响，温度敏感负荷波动剧烈，常规分析预测方法难以适应极端气象场景。针对寒潮天气下温度敏感负荷样本数据及预测精度不足的问题，提出寒潮天气小样本条件下的温度敏感负荷日最大负荷预测方法。该方法先采用时序对抗生成网络（TimeGAN）扩充寒潮期间小样本数据，再采用卷积-长短时记忆神经网络（CNN-LSTM）对寒潮期间的日最大负荷进行预测。以国内某省近两年迎峰度冬期间数据进行模型验证，结果表明所提模型优于其他模型的预测结果，在验证集上日最大负荷的预测精度为99.5%。

基于负荷台阶的工业需求响应用户优选方法

苏湘波, 吕睿可, 郭鸿业, 陈启鑫

2024, 57(1):  18-29.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307044

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4163KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在未来高比例新能源渗透下，供需平衡不确定性逐步增加，需求响应是通过挖掘用户侧灵活性资源保障系统电力电量平衡的重要手段。在电力部门进行需求响应工作时，需要使用历史数据来初步评估负荷响应潜力，以便选择潜力高的用户并展开动员工作。面向表征工业用户用能特点的负荷台阶，对其进行了定义并给出了数学表达，进而提出了基于负荷台阶的工业需求响应用户优选方法。首先，构建了基于负荷台阶的工业用户多时间尺度需求响应潜力指标体系；然后，构建了需求响应用户优选模型，实现对不同用户响应潜力的初评估，并利用k-means算法和近邻传播算法进行群体划分，在不同时间尺度对用户进行优选；最后，基于水泥、造纸等4个行业的多个工业用户实际负荷数据进行算例分析，呈现了所提方法下工业需求响应的用户优选结果。

基于外特性等值的虚拟电厂灵活性资源价值评估

朱睿, 欧乙丁, 李筱天, 雷星雨, 周宇晴, 张珀扬, 欧睿

2024, 57(1):  30-39.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310002

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4572KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为充分发挥分布式能源清洁、灵活、经济等优点，需高效管理其综合灵活调节特性。然而，直接将虚拟电厂模型嵌入主网调度中，易带来不同能源主体隐私泄露的风险和极大的计算负担。因此，需要对虚拟电厂多品类灵活性资源进行聚合，计算其等值外特性。为此，提出基于顶点搜索的虚拟电厂灵活性刻画方法，将虚拟电厂内部各类灵活性资源聚合为虚拟电厂节点输出功率，其数学本质为高维灵活性空间向低维灵活性空间的投影。而后引入基于外推的顶点搜索方法，通过最大化超平面间欧几里得距离实现对投影空间的逼近。最后，基于该虚拟电厂外特性等值方法，提出虚拟电厂灵活性资源价值评估方法，从几何角度解释虚拟电厂接入前后主网运行成本及最优解变化情况。算例分析表明，所提出的虚拟电厂灵活性聚合模型可以有效降低主网的运行成本，所提出的基于外特性等值的虚拟电厂价值评估方法在灵活性范围变化较小的情况下可以有效评估各类灵活性设备产生的价值。

基于信息差距决策理论的虚拟电厂报价策略

谢蒙飞, 马高权, 刘斌, 潘振宁, 商云峰

2024, 57(1):  40-50.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202308122

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4832KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为进一步提升分布式能源的调节潜力，基于信息差距决策理论，将探讨虚拟电厂（virtual power plant，VPP）在参与需求响应（demand response，DR）策略时的竞价方式分为平衡型、保守型和进取型3种策略模型，并为每种策略设计鲁棒函数和机会函数，分别实现对不同类型决策的优化。同时，设置ε约束模型，考虑了碳排放和利润的权衡关系。采用IEEE 18节点系统作为仿真环境，验证了所提方法的优点和必要性。仿真结果表明，保守型VPP能够保证在未来价格落入最大鲁棒性区间时获得最小关键利润；进取型VPP能够从意外的价格波动中获益，并实现期望的利润。

基于风电分时电价的虚拟电厂参与清洁供暖运营优化方法

冯云辰, 加鹤萍, 闫敏, 李根柱, 刘乐, 刘敦楠

2024, 57(1):  51-60.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306102

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4143KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，迅速发展的风电由于其随机性与波动性，面临突出的风电消纳问题。蓄热式电采暖作为中国北方地区主要供暖设备，虚拟电厂作为需求侧资源的主要聚合技术手段，聚合蓄热式电采暖的虚拟电厂可为消纳风电、提高风电利用率提供解决途径。对此，提出一种基于风电功率的分时电价划分方法，实现虚拟电厂聚合蓄热式电采暖参与基于分时电价的清洁供暖交易优化运营。首先，阐述虚拟电厂聚合蓄热式电采暖用户参与风电供暖的交易模式；其次，考虑热惯性对蓄热式电采暖和房屋进行精细化建模，提出基于层次凝聚聚类算法的分时电价方法，建立基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型，并构建多方主体综合收益最大、弃风量最小和负荷波动最小的虚拟电厂多目标运营优化模型；最后，通过算例分析风电消纳效果和虚拟电厂收益，验证该方法能够有效促进风电消纳、提高多方主体积极性，并具有一定的规模经济性，以期为缓解弃风问题提供参考。

虚拟电厂参与能量与辅助服务市场的协同优化策略

周挺, 谭玉东, 孙晋, 文明, 廖菁, 李杨, 刘巩, 刘敦楠

2024, 57(1):  61-70.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307050

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4008KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

虚拟电厂作为一种具备储能特性的灵活性资源，虽然其在配合电网削峰填谷、消纳新能源等方面的作用越发重要，但其目前在市场运营上缺乏经济性及高效性，直接导致其参与市场积极性不足。鉴于此，提出一种虚拟电厂参与电能量市场与辅助服务市场协同工作策略。首先，基于现货市场电价与虚拟电厂的聚合情况，确定其参与市场各时段策略；其次，以虚拟电厂收益最大化为目标，采用动态规划方法构建多时间尺度下虚拟电厂参与现货电能量-调频市场协同优化模型；最后，通过仿真分析对比虚拟电厂只参与单独市场与联合优化情况下的收益及利用率，并使用shapely值法对参与虚拟电厂聚合的各类资源进行收益分摊分析，验证所提方案的可行性及有效性。

适用于多虚拟电厂交易的改进拜占庭容错算法共识机制

张书涵, 艾芊, 李晓露, 王帝

2024, 57(1):  71-81, 157.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202304046

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5533KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

分布式能源投资主体的多样性，使各资源在互动过程中的信任构建更加困难，因此需要探究多虚拟电厂交互模式并构建相应信任体系。基于主侧区块链技术构建了多虚拟电厂交易模型总体架构，明确了多虚拟电厂交易流程。通过主侧锚定技术构建跨链通道，实现多虚拟电厂链上协同运行模式。针对节点维护区块链网络环境积极性不高导致的信任环境缺失和区块链性能下降的问题，基于节点功能不同提出了一种差异化信用评价指标来规范节点行为，同时利用该指标对拜占庭容错算法（practical byzantine fault tolerance，PBFT）进行改进。实验结果表明使用差异化信用评价指标改进的共识算法在所提多虚拟电厂架构下能构建信任环境并提升共识效率。

基于目标级联法的虚拟电厂日前调频容量计算方法

张颖, 文艳, 季宇, 左娟, 王文博

2024, 57(1):  82-90.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202303003

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3920KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

光伏、风电等清洁能源的大规模并网加重了系统调频负担，同时，微型燃气轮机、储能等调频性能稳定良好的分布式资源的接入为减小系统调频负担提供了新的思路。为此提出一种基于目标级联分析的优化调度模型，旨在通过虚拟电厂聚合分布式资源以参与调频辅助服务市场。首先，建立了配电网层和虚拟电厂层的双层优化调度模型，通过配电网协调虚拟电厂的协调互补来提高资源的利用效率；然后，虚拟电厂对内部成员进行优化调度，采用机会约束规划对调频信号不确定性进行约束；最后，通过目标级联分析法对所建立的模型进行求解，并通过仿真算例验证优化调度模型的有效性和可行性。结果表明，虚拟电厂参与调频辅助服务能够有效降低其运行成本。

基于改进深度Q网络的虚拟电厂实时优化调度

张超, 赵冬梅, 季宇, 张颖

2024, 57(1):  91-100.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307006

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4239KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

深度强化学习算法以数据为驱动，且不依赖具体模型，能有效应对虚拟电厂运营中的复杂性问题。然而，现有算法难以严格执行操作约束，在实际系统中的应用受到限制。为了克服这一问题，提出了一种基于深度强化学习的改进深度Q网络（improved deep Q-network，MDQN）算法。该算法将深度神经网络表达为混合整数规划公式，以确保在动作空间内严格执行所有操作约束，从而保证了所制定的调度在实际运行中的可行性。此外，还进行了敏感性分析，以灵活地调整超参数，为算法的优化提供了更大的灵活性。最后，通过对比实验验证了MDQN算法的优越性能。该算法为应对虚拟电厂运营中的复杂性问题提供了一种有效的解决方案。

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

王世杰, 冯天波, 孙宁, 何可, 李嘉文, 杨程, 崔昊杨

2024, 57(1):  101-114.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309050

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4409KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求，存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题，提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先，为提升热电联产机组向下调峰能力，引入电制气设备和碳捕集技术，构建新型的热电联产耦合模型。其次，为提升系统运行的灵活性，考虑峰谷分时电价、热价，建立综合需求响应机制。然后，为减少系统发电成本，引入电、热储能装置，以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型，并根据下层优化模型的KKT（Karush-Kuhn-Tucher，KKT）条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明，所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优，提升了热电机组向下调峰能力，满足了系统低碳性、经济性的需求。

新型电力系统低碳规划与运行

考虑多能互补的电力电量平衡优化调度策略

孙志媛, 彭博雅, 孙艳

2024, 57(1):  115-122.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202304064

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3175KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

充分发挥不同发电能源和储能设备之间的协同互补潜力，可以缓解高比例可再生能源电力系统中可再生能源出力的波动性给系统电力电量平衡带来的巨大压力。为此，提出了一种考虑多能互补的电力电量平衡优化调度策略。该方法可实现不同时间尺度下的多能互补，提高系统整体运行性能。首先，考虑新能源出力季节性和短期波动特征，兼顾中长期电量平衡和短时电力平衡，建立系统多时间尺度双层优化调度模型；其次，通过对混合储能系统充放电策略的优化，实现多种储能的互补协调，提高系统运行经济性；最后，利用修改的IEEE-RTS 1979标准算例系统验证所提方法的有效性，验证了不同时间尺度的能源互补和不同储能设备的协调配合，在保证系统平衡的同时，提升系统的经济效益。

考虑高比例多元调节资源互动的配电网无功优化降损方法

马喜平, 李亚昕, 梁琛, 董晓阳, 徐瑞

2024, 57(1):  123-132.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202308071

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3554KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了挖掘高比例分布式资源接入背景下配电网全方位多角度无功调控降损潜力，实现更为全面精细的无功优化技术降损目标，提出考虑多元可调节资源协调互动的多目标配电网无功优化降损方法。首先，针对高比例分布式资源接入背景下谐波对线损的影响，给出了考虑谐波损耗的配电网线损计算模型；其次，在此基础上分析多元可调节资源无功调节能力，建立了以日线损最低和静态电压稳定性最大为目标的配电网无功优化调度模型；然后，通过制定多元可调节负荷、分布式电源、储能、无功补偿设备等多元分布式资源协同无功优化策略，达到在综合考虑配电网静态电压稳定性要求下系统线损最小的目的；最后，通过多元分布式资源接入的IEEE 33节点进行系统仿真分析，结果表明通过多元可调节资源的充分互动能够有效提高系统电压稳定性，降低系统线损，实现配电网安全、经济运行。

基于STIRPAT模型的大连市全流程碳足迹溯源

张娜, 赵琳, 商文颖, 吉星, 李佳, 黄玉辉

2024, 57(1):  133-139.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310008

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

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以大连市为研究对象，测算大连市2010—2020年的能源消费碳足迹，计算碳足迹产值、碳足迹强度及生态压力，并以大连市2019年的数据为研究对象分析及计算电力等重点行业的碳排放。研究结果表明：1）从各能源类型来看，2010—2020年石油利用的碳足迹最大，煤炭次之，天然气占比最小；从重点行业来看，2019年电力行业最高，石化行业次之；大连的能源利用效率在2010—2014年不断提高，单位土地面积的产值提高较快，碳足迹带来的经济价值增长速度超过GDP增速，该阶段经济增长不依赖于化石能源；2）2010—2020年各种能源利用产生的碳足迹及其占比由高到低依次为煤炭、石油、天然气，煤炭利用所占的碳足迹比例逐年下降，石油与天然气与之相反。

基于改进交替方向乘子法的配电网柔性负荷分层集群调控方法

张俊成, 黎敏, 刘志文, 谭靖, 陶毅刚, 罗天禄

2024, 57(1):  140-147.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309093

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3144KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

可调负荷、电动汽车等各种负荷侧资源快速发展，对其进行精准调控是目前重要的研究热点。为充分发挥配电网柔性负荷的调节能力，提出一种基于改进交替方向乘子法的配电网柔性负荷分层集群调控方法。首先，采用综合层次聚类算法对柔性负荷进行分层集群；其次，基于纳什谈判理论，将原问题分解为成本最小化和收益分配2个子问题，建立配电网柔性负荷集群调控模型；然后，引入自适应变参数加速因子，提出改进的交替方向乘子法；最后，通过模拟算例验证所提方法的有效性。结果表明，所提方法能够有效实现大规模柔性负荷接入情况下的集群调控，收敛性能较常规方法有所提高。

构建新型电力系统背景下的微电网鲁棒简化建模

王大兴, 宁妍, 汪敬培, 徐洋, 毕峻, 周铭标, 王鹏

2024, 57(1):  148-157.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307072

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3807KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

发展高比例可再生能源接入的微电网是构建新型电力系统，实现中国能源安全和低碳发展的重要手段。在分析微电网所接入系统的动态特征时，现有等值模型存在鲁棒性不强的问题，即等值模型虽然可以很好地复现真实系统在训练故障下的动态特征，但却无法准确反映系统在未知故障（非训练故障）下的真实响应。为此，首先采用k-means++对微电网的典型运行方式进行有效区分，以表征系统的随机性和时变性特征；其次，采用基于关键参数筛选的参数辨识方法，避免了参数辨识过程中的多解问题；然后，针对系统不同典型运行方式，利用卷积神经网络对等值模型参数进行泛化；最后，基于Fisher判别准则实现了等值模型参数的在线匹配，并在某实际微电网模型中验证了所提方法的有效性。

基于动态孤岛的主动配电网多阶段故障恢复策略

龚逊东, 郭维嘉, 杨晨, 周力, 董晓峰, 朱俊澎

2024, 57(1):  158-166.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202311012

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3865KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

极端天气频发对配电网的弹性提出了更高要求，传统配电网故障恢复策略无法完全发挥主动配电网的潜能。为此，提出一种基于动态孤岛的主动配电网多阶段故障恢复策略。首先，分析了基于动态孤岛的配电网重构可行域，并考虑非黑启动机组（non-black start units，NBSU）等分布式电源的时序特征，从而建立上层负荷恢复模型，确定了多阶段的网络拓扑计划；其次，建立下层发电规划模型，给出相应的发电规划，在孤岛潮流层面对上层负荷恢复方案的可行性进行检验；然后，利用改进离散粒子群算法结合CPLEX求解器对所建立模型进行求解；最后，以改进43节点城市配电网为例，验证所提方法在弹性提升方面的有效性和优越性。

基于加权最小绝对值状态估计的有源配电网拓扑辨识方法

马光, 朱文, 顾慧杰, 赵化时, 何锡祺, 陈世杰

2024, 57(1):  167-174.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202307049

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3273KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在配电系统状态估计中，一方面众多网络设备难以完全监控导致量测数据不足，另一方面，频繁的拓扑切换亟须开发高效的算法。因此，提出了一种配电网拓扑辨识的加权最小绝对值状态估计方法。首先，对传统基于线性规划的加权最小绝对值状态估计方法进行改进，以提高计算效率；其次，在重新制定的加权最小绝对值状态估计方法中加入补充变量和约束，以适应拓扑辨识问题，形成了一个基于混合整数线性规划的加权最小绝对值状态估计方法；最后，4个算例系统的仿真结果验证了所提方法在不同数量的实时测量、高伪测量误差、被坏数据破坏的测量以及未知支路状态场景下的优异性能。

面向碳达峰碳中和目标的清洁高效发电技术

基于CCER规则的抽水蓄能碳减排计算方法

徐三敏, 张弓, 王放, 蒲雷

2024, 57(1):  175-182.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310032

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5243KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

抽水蓄能在消纳新能源、实现调峰电源清洁替代等方面发挥着显著的节能减排绿色效益。首先，阐述了目前抽水蓄能参与碳配额交易市场和自愿减排量交易市场的现状，分析了抽水蓄能在减少弃风弃光和实现调峰电源清洁替代过程中发挥减排作用的机理。然后，根据国家核证自愿减排量（Chinese certified emission reduction，CCER）方法学体系，建立了抽水蓄能碳减排项目情景与计算模型，并计算了全国4个区域典型电站的实际碳减排量，其中华东、华中和东北区域的电站年减排量均在10万~30万t。最后，总结了区域内火电电量占比和电站综合效率是影响抽水蓄能减碳作用的关键因素。相关研究可为抽水蓄能CCER方法学开发与碳减排计量提供参考。

计及电转气-风-火-核-碳捕集的多源联合系统优化调度

晁文浩, 袁至, 李骥

2024, 57(1):  183-194.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306048

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6051KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在风-火-核-碳捕集多源联合系统中，核电机组在参与电网调峰时存在调峰深度选择不精确的问题。此外，该多源联合系统还存在风电消纳不足的问题。为此，构建了一种计及线性化核电机组调峰深度模型的电转气（power to gas，P2G）-风-火-核-碳捕集多源联合系统，并对该系统进行了日前优化调度。首先，基于核电机组负荷跟踪模式，通过引入连续变量，提高了调峰深度选择的准确性；然后，分析了碳捕集电厂-P2G联合运行模式及需求响应资源对促进风电消纳的积极作用；最后，以系统综合运行成本最低为目标函数，同时考虑碳交易机制，在Matlab平台搭建仿真模型，验证了所构建多源联合系统的有效性。结果表明，相较于核电机组采用固定调峰档位的多源联合系统，所构建的多源联合系统能够在保证核电机组安全稳定运行的同时，实现风电完全消纳，系统碳排放量与综合运行成本分别下降了13.74%与6.27%，提高了系统运行的低碳性与经济性。

基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究

黄呈帅, 梁健, 李波, 杨亚欣, 胡杨, 姚尔人

2024, 57(1):  195-208.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202310023

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6242KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行，构建了一种新型综合能源系统架构，采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热，电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气，进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧，同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明，系统在设计工况下的能量效率、㶲效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明，燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著，而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明，系统的最优㶲效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。

基于压缩空气储能与增强型地热的三联产系统热力学分析

梁健, 王蒙, 杨亚欣, 胡杨, 姚尔人

2024, 57(1):  209-218.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306024

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5724KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提升压缩空气储能技术的能量利用率与供能灵活性，基于能量梯级利用原理，提出了一种耦合压缩空气储能与增强型地热技术的冷热电联产系统。通过建立系统的热力学模型，研究了关键运行参数对系统热力学性能的影响规律，并以系统㶲效率和单位能量成本为目标函数，获得了系统的多目标优化解集。结果表明，膨胀机与换热器是系统高效运行的关键设备，提升这2个设备的运行效率对于系统热力学性能以及输出功量的提升作用显著，采用多目标优化方法得到系统的最优㶲效率为55.73%，最优单位能量成本为6378.94 元/kW，能量效率和相对节能率较设计工况分别提升了6.1%和10.68%。研究结果从热力学和经济学角度为系统的工程应用提供了理论依据。

粉量分布不均对1000 MW机组对冲锅炉的影响及调整

葛铭, 姜志成, 吕智嘉, 王佳杨, 仇召宏, 张守玉

2024, 57(1):  219-229.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202304081

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5817KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对1000 MW机组对冲锅炉存在的偏烧问题进行了试验研究，结果发现粉量不均是偏烧的主要原因。粉量分布、煤粉细度分布均呈现典型的间隔分布趋势，且两者分布呈正相关。粉量分布不均、煤粉细度的偏差以及二次风箱风量分配特性等因素共同造成了炉内偏烧。为缓解炉内偏烧，从煤粉细度、燃烧器配风、燃尽风摆角和贴壁风开度等方面进行了调整。试验发现，燃尽风开度和摆角调整对于炉内偏烧的影响最为明显。燃尽风开度减小、燃尽风摆角由中间向两侧摆动有助于缓解偏烧。通过调整，屏过出口汽温偏差由40 ℃降低到10 ℃以内，省煤器出口氧量最低点由调整前的低于1%提高到调整后不低于2%；CO浓度最高点由调整前的5000 μL/L以上降低到调整后的500 μL/L以下，使该机组偏烧问题得到大幅度缓解。

电网

能源互联网中的数字孪生技术体系、应用与挑战

刘曌, 孙庆凯, 许泽凯, 吴潇雨, 王小君, 吕金玲

2024, 57(1):  230-243.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202303037

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (2910KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着传统能源互联系统逐步向能源互联网升级转化，仅基于机理建模的方法难以描述其高维性、非线性以及多能耦合性等特征。数字孪生技术可将真实系统精准映射到虚拟空间，对实现能源互联网的特征描述、运行分析、监控优化以及智能决策具有重要意义。首先，从数字孪生技术的发展出发，对能源互联网中的数字孪生技术体系进行分析，提出了涵盖“多源数据采集-模型构建-平台支撑-智能交互”的分层技术体系框架，细化了数字孪生技术在能源互联网中的应用价值；其次，详细阐述了数字孪生技术在能源互联网中的典型应用以及需要突破的难点，并给出了其当前的发展瓶颈；最后，对数字孪生技术在能源互联网中的发展路线进行了总结与展望。

花瓣型配电网区域备自投系统控制策略优化研究及应用

冯宝成, 金震, 侯炜, 徐光福

2024, 57(1):  244-254.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202303060

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3428KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对花瓣型配电网发生故障后，若故障无法被保护可靠隔离时会导致区域备自投系统无法实现“花瓣”恢复供电的问题，基于控制策略对等式的思想，提出一种新型区域备自投系统控制策略。新型控制策略主动进行故障隔离并通过相邻开关房的信息交互，实现“花瓣”的恢复供电及恢复供电后线路过载时各开关房中负荷的智能选切功能，通过信息交互也确保了安全稳定系统切负荷功能的有效性；同时提出了经主保护闭锁的后备保护，解决了“花瓣”内合环运行时后备保护定值整定配合困难和工作量大的技术问题。现场应用结果验证了新型控制策略的有效性，对其他配电网区域备自投系统控制策略的研究具有一定的借鉴意义。

基于哈希和编辑距离算法的SCD双层向量化与变更校验技术

叶远波, 王吉文, 汪伟, 毛玉荣, 王志华

2024, 57(1):  255-262.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202308062

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (3638KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对智能变电站配置描述（substation configuration description，SCD）文件变更、智能变电站二次设备配置不清晰导致运维工作量剧增的问题，提出基于哈希和编辑距离算法的SCD双层向量化与变更校验技术。首先，考虑文件变更的启动与校验，应用节点元素、校验码与元素属性构建面向SCD文件解析的双层向量模型；其次，利用哈希算法将构建的文本向量模型转化为哈希字符串向量模型；然后，引入编辑距离算法分别计算原始文件与变更文件的双层向量模型相似度，基于第一层相似度比较构成第二层校验启动判据，基于第二层相似度结合回溯路径方法实现变更校验；最后，通过算例分析验证了所提算法的有效性。