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2025年 第58卷 第10期    刊出日期：2025-10-28

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“十五五”电力系统源网荷储协同规划运行关键技术

德国煤电退出机制和电力安全保供的经验分析

吴迪, 王紫荆, 温灵, 俞露稼, 杨雷, 康俊杰

2025, 58(10):  1-13.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202504028

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随着德国能源转型的深入推进，加速煤电退出和促进高比例可再生能源消纳成为重点手段。德国煤电退出的顺利推进得益于全社会高度一致的退煤共识，以及政府灵活运用市场手段和行政命令相结合的政策工具。面对煤电逐步退出和可再生能源渗透率持续上升的双重挑战，德国通过不断优化可再生能源上网电价政策以及发挥平衡单元、跨国电网互济和常规电源的保供作用等措施，成功维持了电力系统高安全性与稳定性。本文深入分析德国煤电退出机制和安全保供的相关举措，归纳相关经验与教训，探讨德国实践对中国的借鉴意义，为碳中和背景下中国新型电力系统的构建提供有益参考。

基于改进双深度Q网络的微电网群能量管理策略

何锦涛, 王灿, 王明超, 程本涛, 刘于正, 常文涵, 王锐, 余涵

2025, 58(10):  14-26.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202503014

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针对传统微电网群能量管理方法存在的高估偏差与决策精度不足问题，提出一种基于改进双深度Q网络的能量管理策略。首先，构建基于裁剪双Q值思想的双目标价值网络框架，通过并行计算双价值网络的时序差分（temporal difference，TD）目标值并裁剪高TD目标值，抑制价值函数的高估偏差，提高决策精度。然后，采用动态贪婪策略，基于当前状态计算所有可能动作的值函数，避免频繁选择最大Q值动作，使智能体充分探索动作以防止过早收敛。最后，以包含3个子微网的微电网群进行算例验证。仿真结果表明，相较于基于模型预测控制和传统双深度Q网络的能量管理策略，本文所提方法具有更好的寻优效果和收敛性，同时将系统运行成本分别降低了44.62%和26.39%。

考虑电氢混合储能容量配置的主动配电网双层优化模型

鲍红焉, 刘吉成, 刘子毅, 孙嘉康

2025, 58(10):  27-38.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202507043

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在主动配电网中配置电氢混合储能，对于增强用电经济性、促进可再生能源消纳、降低电压波动、保障供需平衡与系统稳定至关重要。首先，设计了含电氢混合储能的主动配电网运行框架，构建配电网域的电氢混合储能模型。然后，以综合用电成本最小为目标构建上层优化模型，以弃风弃光率、电压波动率、电网购电波动以及总负荷波动最小为目标建立下层优化模型。最后，以改进IEEE 33节点配电网为例验证模型的有效性。结果表明，所提模型能够实现电氢混合储能容量配置以及主动配电网运行调度优化。相较于不配置储能或配置单一介质储能，电氢混合储能更具经济可行性，并且增强了主动配电网的自我调节能力。分时电价与季节特性共同驱动电氢混合储能的协同运行，形成“电化学快速响应+氢储能长时调节”的协同调度模式。

考虑源网荷储协同的配网侧分布式光伏市场交易策略优化

檀勤良, 曾贾斌, 吕函谕, 贺嘉明, 史超凡, 丁毅宏

2025, 58(10):  39-49.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202503052

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为应对高比例分布式光伏并网所产生的间歇性波动对电力系统安全稳定运行的挑战，提出一种源网荷储协同参与配网侧交易的市场机制和交易策略。首先，构建了配网侧分布式能源市场，考虑分布式能源特性设计市场机制。其次，考虑主体间的电能交易建立各主体的运行模型，并基于纳什谈判理论建立源网荷储多主体合作运行优化模型。最后，运用分布式交替方向乘子法（ADMM）求解，获取各方报价和收益。仿真结果表明，考虑该市场机制和配网系统运营商收益分配后，联盟整体市场收益提升了29.8%，光伏就地消纳占比提升了59.8%，验证了本文所提市场机制和交易策略的有效性。

分布式强化学习驱动的微电网群动态能量优化管理策略

柳华, 熊再豹, 蒋陶宁, 高宇, 金雨含, 葛磊蛟

2025, 58(10):  50-62.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202503064

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随着全球能源需求增长和可持续发展目标推进，微电网能量管理面临高维度、复杂性和动态性挑战。因此，提出一种分布式强化学习驱动的微电网群能量优化管理策略，旨在通过智能化手段提升微电网群在能源调度和管理方面的效率。首先，针对微电网群负荷动态变化大、拓扑结构复杂等难题，构建目标优化函数，并引入一种分布式强化学习算法，实现微电网群在分布式环境下的自适应决策与协同优化。其次，将微电网中的每个电源点视为一个智能体，利用信息共享实现全局效益最大化与发电成本最小化，达到微电网群发电、储能和负荷需求管理的实时优化。最后，通过实际案例进行验证，结果表明所提策略能够维持电力供需之间的动态平衡，与传统方法技术相比，总发电成本节约了18%左右。

区域碳双控下跨区电力间接碳排放核算方法

权培英, 金艳鸣, 徐沈智

2025, 58(10):  63-70.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202504020

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跨区电力间接碳排放核算关系到中国“十五五”主要送端与受端地区的碳预算管理。针对传统属地法核算偏差大、绿证衔接不足等问题，提出按照电力来源地因子、流入地因子、煤电净调入量及绿证消费调整的4种核算方法，量化评估2023年跨区跨省电力碳排放转移规模，比较不同核算方法对区域碳预算的影响。研究表明：不同方法下跨区电力间接碳排放核算结果差异显著，华东、华北等电力受端区域碳排放核算结果波动幅度超10%；“全国平均因子×绿证调整”的核算机制可动态修正受端地区的碳排放责任，建议跨区电力间接碳排放核算须立足区域协同发展与电力资源配置效率，综合考虑送受端地区责任分担机制及绿证制度确定。

低碳高可靠配电网的灵活运行与规划

农村新型电力系统精细化时序生产模拟方法

郑永乐, 韦仁博, 冯宇昂, 张艺涵, 崔世常, 武振宇, 蒋小亮, 李慧璇, 艾小猛, 方家琨

2025, 58(10):  71-81.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202503066

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准确评估农村电力系统的新能源消纳能力，对于农村新型电力系统的规划与发展具有重要指导意义。然而，由于农村电力系统普遍存在电压等级较低、阻抗比大、网损比例较高等特点，传统基于直流潮流的时序生产模拟在评估其消纳能力时容易产生偏差。对此，提出一种基于精细化交流潮流的时序生产模拟模型与求解方法。首先，考虑电压和网损特性，建立了基于交流潮流模型的农村电力系统精细化运行模型。然后，针对该模型在年度时序生产模拟时的计算难点，通过二阶锥松弛技术将交流潮流凸化松弛处理以降低模型复杂度，基于此提出兼顾电网规模和计算效率的时段分割策略，将时序生产模型拆分为多个子问题，并通过滚动优化求解提升计算效率。最后，以某实际县域农村电力系统为例进行仿真测试，仿真结果验证了所提方法的有效性。

考虑电动汽车需求响应的交直流混合配电网智能软开关与储能装置鲁棒联合规划方法

廖建, 张耀, 张贝西, 董浩淼, 李嘉兴, 孙乾皓

2025, 58(10):  82-96.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202507034

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为适应配电网高质量发展的新需求，保障系统对大规模分布式电源与电动汽车（electric vehicle，EV）的承载能力，提出考虑电动汽车需求响应的交直流混合配电网中智能软开关（soft open point，SOP）与分布式储能装置（distributed energy storage system，DESS）鲁棒联合规划方法。首先，针对源荷不确定性，采用K-means提取典型与极端的日运行场景，并引入范数约束构造场景概率不确定集，以调控模型保守性。随后，通过需求价格弹性系数刻画EV用户对实时电价的响应行为，构建以年综合成本最低为目标的两阶段鲁棒规划模型，并通过二阶锥松弛与McCormick包络等方法进行凸转化。模型引入场景概率的二进制展开，实现在不确定集区间内的最恶劣场景搜索，并结合电网分区拓展SOP安装待选位置，采用对偶理论和非精确列与约束生成算法（inexact column constraint generation，i-C&CG）实现高效求解。最后在69节点系统中验证了模型对支撑电压、保障消纳、减少损耗的有效性。

计及自治运行优化的配电网台区调节潜力区间建模

王振, 丁孝华, 余昆, 赵景涛, 黄堃, 李渊, 吴俊兴

2025, 58(10):  97-109.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202410079

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针对当前灵活性资源调节潜力评估方法没有计及台区最优运行状况，致使台区支撑上级电网功率调节时影响自身自治运行的问题，提出一种计及台区自治运行优化和源荷不确定性的可调节潜力区间建模方法。首先，聚合台区分散灵活性资源并建立其调控模型；其次，以台区最优运行为目标优化得到台区与上级电网交互功率基线；最后，计及源荷不确定性，基于基线交互功率最大化台区向上/下调节裕度，建立台区调节潜力区间模型，并采用水母搜索算法求解。算例仿真结果表明，所提方法能够准确评估台区调节潜力区间，为上级电网合理分配调节任务提供可靠参考，同时有效平衡台区最优运行与调节能力之间的关系。

含高比例户用光伏的低压配电网协调控制方法

廖家齐, 于若英, 叶荣波, 熊俊杰, 夏俊荣

2025, 58(10):  110-120, 135.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202410039

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随着户用光伏渗透率的不断提高，低压配电网的电压调节问题日益受到关注。针对不同时间尺度的电压调节需求，提出一种含高比例户用光伏的低压配电网协调控制方法。首先，以网络损耗和电压偏差最小为目标，建立日前-日内集中优化控制模型，求解电压调节资源的运行指令。然后，将户用光伏优化结果应用于实时控制阶段，改进了户用光伏自适应控制策略，根据节点电压量测值动态调节输出功率。最后，对21节点低压配电网算例进行仿真分析，结果表明：所提方法能够显著改善网络损耗和电压分布，并且有效抑制电压越限，保障了低压配电网安全稳定运行。

考虑精细化充放电与碳效益的配电网储能多目标双层规划模型

齐桓若, 陈晨, 郭放, 薛文杰, 闫向阳, 康祎龙, 刘俊成, 马思源

2025, 58(10):  121-135.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202506048

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高比例新能源发展愿景下，为有效缩短储能回报周期、提升新能源消纳以及降低配电网碳排放，提出一种考虑精细化充放电与碳效益的配电网储能多目标双层规划模型。首先，基于Wasserstein距离和梯度惩罚的改进生成对抗网络（Wasserstein generative adversarial network with gradient penalty，WGAN-GP）以及K-中心聚类算法（K-medoids）生成光伏典型场景。其次，建立储能系统的充放电精细化模型，并基于储能降碳量和全生命周期碳排放量构建碳效益模型。然后，构建考虑精细化充放电与碳效益的双层配电网储能规划运行模型，以日总成本最小为上层目标，对储能进行优化配置；以运行成本最小、电压偏移量最小和储能碳效益最大为下层目标，实现配电网的优化运行。再次，利用跨层关联变量建模将双层模型转化为单层多目标模型，并采用归一化法向约束法（normalized normal constraint，NNC）求解多目标问题，采用熵权-逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution，TOPSIS）选取最优折中解。最后，基于IEEE 33节点系统进行算例仿真，验证模型有效性。

基于多目标双层优化的台区分布式电源选址定容方法

王德顺, 雷洁, 胡安平, 王冰, 冯鑫振, 王志辉

2025, 58(10):  136-146.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202505080

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近年来，随着国家能源局“整县推进”屋顶光伏开发政策的持续推进，中国分布式光伏接入规模持续扩大，提升了可再生能源利用率。但是，低压配电网末端接入的大量光伏用户引发了局部电压越限和网损异常等问题，降低了系统的运行安全性，且经济性较低。针对以上问题，提出一种基于二阶锥规划松弛的分布式电源选址定容双层优化配置方法。首先，兼顾系统运行安全性与经济性，在考虑分布式储能老化、维护成本及运行安全等因素的基础上，构建以系统日综合运行成本最低和光伏利用率最高为目标的双层优化模型；然后，使用二阶锥规划松弛技术转换潮流模型，将原有非凸模型转换为凸模型以降低运算规模，并使用多目标粒子群算法求解模型；最后，以改进的IEEE 33节点及河北实际台区为算例，与传统规划方法对比，验证所提方法优越性。结果表明，所提方法能在保证经济性的同时，提高电能质量并降低网损，增加分布式光伏消纳能力。

新型电网

新型电力系统供需协同全要素理论框架

邱忠涛, 格根敖其, 贾跃龙, 吴鹏, 张凯, 孙毅, 朱进

2025, 58(10):  147-162.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202503094

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构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“双碳”战略目标的关键路径。“十四五”以来，中国电力系统在电源结构、电网形态和技术基础等方面正经历深刻变革，提升新形势下电力供需协同能力迫在眉睫。面向新型电力系统，定义供需协同的基本概念与内涵并系统梳理亟须提升供需协同能力的典型场景；分别从政策、市场、技术等方面，深入剖析影响供需协同的全要素影响因素与内在作用机理；从空间、时间、资源、形态等多重视角深入解构与认知，创新性构建全要素供需协同理论框架模型，旨在为新型电力系统的创新升级提供坚实的理论支撑，助力其高质量发展蓝图的有效绘制。

基于负荷准线重构的配电网需求侧资源集群优化调度方法

杨雄, 李娟, 姜云龙, 李红梅, 徐婉云, 李晓露, 郭瑞鹏

2025, 58(10):  163-170.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202412032

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需求响应是配电网灵活性调节和需求侧资源优化调度的关键手段。为了充分利用需求侧资源的可调节能力，提出一种基于负荷准线重构的配电网需求侧资源集群优化调度方法。采用模糊集构建新能源出力不确定性模型，重构考虑新能源预测误差的负荷准线模型，并利用时段解耦降维的思想对可调负荷资源集群的可调节功率域进行量化，提出需求侧资源集群参与准线型响应的日前日内优化模型。通过仿真算例验证，所提方法不但能够实现新能源消纳能力的提升，而且可以提高电网的经济效益。

基于混合电力电子变压器的配电网潮流优化调控方法

李岳华, 王帅, 马卓然, 杨智明, 廖小兵

2025, 58(10):  171-179.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202505070

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针对大规模分布式电源（distributed generation，DG）接入配电网带来的电能质量问题，提出一种基于混合电力电子变压器（hybrid power electronics transformer，HPET）的配电网潮流优化调控方法，旨在提升配电网对DG的容纳能力。构建电压源模型和功率注入模型描述HPET的稳态特性，并考虑HPET的非线性电压调节能力和电力电子器件的约束条件，提出了HPET序列线性规划（sequential linear programming，SLP）方法。通过算例仿真验证，所提方法通过协调多台HPET的运行，为高渗透率DG接入的配电网提供了一种低成本、高效的电压/无功控制解决方案，提升了配电网DG的利用率。

基于生产模拟与熵权法的“核蓄”联营规划

卓定明, 杜瑞, 杨远通, 葛海麟, 杨嘉伟, 徐箴箴, 易杨

2025, 58(10):  180-187.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202506027

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抽水蓄能调峰削谷效果明显，与核电联营能够稳定核电利用小时数，但也将压缩新能源发电的消纳空间。针对这一矛盾，立足于系统效益开展了“核蓄”联营的规划研究。从出力等效与经济效益2个维度界定“核蓄”联营的合理配比。在此基础上，基于8 760 h生产模拟获取不同“核蓄”联营规模的系统发电成本、新能源消纳率、煤电发电量等关键数据画像。基于熵权法赋予关键指标客观权重，将多元数据凝聚为综合评价，准确推荐最优联营规模。结果表明，所建立的分析方法能够满足多指标维度下的“核蓄”联营规划，同时以合理规模开展“核蓄”联营能够获得关键指标约束下的最优综合效益。

计及分布式光伏出力不确定性的低压配电网仿射潮流计算方法

汪泽州, 毛琳明, 潘克勤, 储建新, 陈刚

2025, 58(10):  188-194.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202412047

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源、荷不确定性增加了配电网实时态势感知的难度。为此，提出一种计及分布式光伏出力不确定性的低压配电网仿射潮流计算方法。考虑光伏出力及负荷的不确定性，建立低压配电网潮流模型。考虑中性点电压对潮流计算结果的影响，建立配电网状态变量的仿射表达式，从而减少区间运算的扩张效应，获得更紧凑的状态变量区间。基于标准配电网测试系统对所提方法进行验证。仿真结果表明，所提方法不仅能够提升计算精度，而且可以在电能质量分析中能给出更具参考价值的评估结果。

结合极端梯度提升决策树与改进Informer的短期电力负荷预测方法

俞胜, 孙可, 蔡华, 刘剑, 顾益磊, 姜昀芃

2025, 58(10):  195-205.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202412004

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准确筛选影响短期电力负荷预测的特征因素是提高预测准确性的有效手段。针对多维数据集中非关键特征易引起预测模型拟合能力不佳，从而降低模型准确性的问题，提出了一种基于极端梯度提升（eXtreme gradient boosting，XGBoost）决策树与改进Informer模型相结合的短期电力负荷预测方法。首先，为了从多维历史负荷数据中评估特征因素重要性，采用XGBoost决策树覆盖率作为评估特征重要性的指标，准确筛选参与模型训练的特征因素。然后，构建了改进Informer短期负荷预测模型，通过对位置编码开展优化设计，将筛选出的关键特征联合不同时间尺度的位置标记信息作为编码器的输入向量。再次，设计消融实验对不同时间尺度下的模型收敛速度与预测精度开展对比分析。最后，开展算例分析进行验证，结果表明，与其他模型相比，XGB-Informer模型在短期电力负荷预测精度和收敛速度上均表现出明显优势，验证了所提方法的有效性和优越性。

SF₆/N₂混合气体GIS设备充气新技术

成诚, 王一波, 张源, 霍耀佳, 王立志, 丁五行

2025, 58(10):  206-215.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202411051

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针对现有SF₆/N₂混合气体GIS设备充气装置存在的充气速度缓慢及装置成本高昂等问题，提出了基于加热管道气体流量控制技术的混合气体管道直充方法，摒弃了传统意义上须内置MFC的需求。通过理论分析和ANSYS仿真确定了气体流量-温升实验平台的实验参数，构建了3 m加热管道、初始温差分别为20 ℃和30 ℃的气体流量预测模型，并结合串级模糊PID控制器实现气体流量的精准调控。实验结果显示，串级模糊PID控制器的性能评价指标均优于串级PID控制器，且当SF₆初始温差为20 ℃或30 ℃，N₂初始温差为30 ℃时，稳态输出的混合气体中SF₆占比偏差低于1.0%。设计充气装置并进行验证，结果表明在充气压力高于0.2 MPa时，SF₆占比偏差符合标准DL/T 2243—2021，能够满足现场充气需求。

电力市场

计及能量-备用联合出清的区域电力市场增益分配机制

王景亮, 许喆, 陈晓东, 牟春风

2025, 58(10):  216-224.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202504079

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为解决区域电力市场联合出清收益如何在各省之间公平分配的问题，提出一种计及能量-备用联合出清的区域电力市场增益分配机制。首先，构建了以全网总运营成本最小化为目标的区域电力市场联合出清模型，统筹优化电能生产、备用容量及跨省输电成本；其次，基于Shapley值理论设计了增益分配方法，量化各省在联合运行中的边际贡献，并进一步细化至发电商与用户层面，确保利益分配的公平性；最后，通过三区域互联系统进行仿真验证。结果表明，所提联合出清机制较传统独立出清模式可降低系统总成本，算例中联合出清成本降低了约3%，减少切负荷量约80%，研究结果为区域电力市场协同运行与收益分配提供了理论依据。

考虑可再生能源配额的区域电力市场竞价行为推演

许喆, 陈晓东, 贾旭东, 陈紫颖

2025, 58(10):  225-234.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202505071

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随着可再生能源渗透率持续提升及可调机组容量增加，其参与电力市场竞价交易正在逐步成为重要趋势。为深入分析区域电力市场中新能源发电商（renewable energy generators，REG）与传统发电商（conventional power generators，CPG）之间的竞争博弈行为，提出了一种多领导者-单跟随者（multiple leaders-one follower，MLOF）纳什-斯塔克尔伯格（nash-stackelberg，NS）博弈模型。上层基于绿证交易机制构建了新能源与传统发电商联合参与电能量及辅助服务市场的投标报价策略模型，下层为电力-备用-平衡联合市场出清模型，确定市场出清结果及价格信号。在此基础上，基于高效分布式算法对复杂博弈模型进行求解，以提升计算效率并保护各方数据隐私。仿真分析表明，所提模型能够有效提升新能源发电商的市场收益，增强其在多主体竞争中的博弈能力。