上海交通大学学报

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基于偏航和轴向诱导联合嵌套优化的风电场优化发电策略

张智翔, 李征, 张琛, 蔡旭

2026,60 (10): 1565-1574.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.060

摘要 ( 487 )

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PDF(7632KB) ( 490 )

风电场内风力发电机组通过尾流效应高度耦合，优化尾流分布对于提升全场风能利用率具有巨大潜力.鉴于主动偏航控制与轴向诱导控制对机组间尾流的共同影响，以及两种控制在调节周期和响应时间上的差异，提出一种联合主动偏航控制和轴向诱导控制的嵌套优化方法.该方法结合初始解定位策略，在提高风电场发电量的同时显著缩短优化时间.在尾流分布模拟中，融合双参数韦布尔分布入流与三维高斯尾流模型，以提升精度，并可反映机组偏航及风场内垂直高度变化对尾流分布估计的影响.最后，以中国南方某海域风电场为例进行仿真，对比结果表明，所提嵌套优化策略对提升全场输出功率具有更优效果.

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风电场分层一致协同调频控制策略

盛锴, 谢国鸿, 刘铸辉, 戴鑫, 沈非凡, 魏娟

2026,60 (10): 1575-1585.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.045

摘要 ( 417 )

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PDF(3062KB) ( 508 )

风电场参与电网调频是应对新能源为主体的低惯量新型电力系统频率挑战的重要举措.在风电场参与电网调频过程中，实现快速频率支撑并保证风电机组运行安全性至关重要.为此，提出一种风电场分层一致协同调频控制策略：上层为基于模型预测的风电场调频功率优化分配，通过分析风电机组参与调频时的电磁特性和机械特性，建立风电场的预测模型，设置避免二次跌落和桨距角优化的有功分配优化目标；下层为一致性跟随控制，主导风电机组接收集中控制器功率分配信号，其他风电机组通过与邻近风电机组交换惯量因子，实现对主导风电机组调频参与程度的跟随.仿真结果表明：该策略能有效提高风电场参与调频时风电机组的最低转速，提升了风电场参与系统调频的稳定性，并实现了非主导风电机组与主导风电机组调频参与程度的跟随，同时避免了大规模风电场调频优化模型求解中的维数灾难问题，具备良好的调频效果，对保障电网安全运行具重要意义.

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基于社团理论和供电区域划分的电网鲁棒性评估方法

邓卓明, 郭知非, 翟鹤峰, 甄鸿越, 田宝烨, 周保荣

2026,60 (10): 1586-1595.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.014

摘要 ( 401 )

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PDF(2058KB) ( 447 )

电网结构的鲁棒性对保障故障情况下的负荷供电至关重要.现有研究虽然揭示了电网结构与系统停电风险之间的宏观关联，但相关性较低且在不同规模系统表现不一，难以指导鲁棒性的电网结构构建.为此，考虑源荷节点异质特性对供电范围的影响，以及供电路径共享等因素对负荷停电概率的影响，提出基于社团理论的供电区域划分方法和等效供电路径长度指标，形成了电网鲁棒性评估方法.采用3种规模的62个电力网络结构进行验证，算例结果表明，所得电网鲁棒性指标与停电风险在各系统中均保持正相关，且相关性显著提高.依据该方法构建的南方电网规划拓扑，相较于人工设计拓扑，平均停电风险降低15.57%，为高可靠性电网构建提供了有效技术支撑.

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考虑绿电交易的集群新能源场站与共享储能两阶段鲁棒优化运行策略

归一凡, 王继才, 赵胤呈, 王玲玲, 蒋传文

2026,60 (10): 1596-1606.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.075

摘要 ( 499 )

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PDF(2529KB) ( 535 )

大型新能源基地建设推动电力系统低碳转型，新能源场站和储能在电力调度和市场交易中作用愈发关键.同时，共享经济模式因能提高闲置资源利用率而备受关注.本文研究新能源基地中集群场站与共享储能联合优化运行模式.首先，构建新能源基地中集群场站与共享储能的联合优化运行框架；其次，建立考虑绿电交易的新能源场站与共享储能两阶段优化模型；针对新能源出力的不确定性，构建考虑风光误差时序特性的不确定性集，以反映可再生能源出力的真实波动范围.在此基础上，构建日前-日内两阶段鲁棒优化模型.此外，利用共享储能的闲置容量参与电能量市场和备用市场，以提升储能利用率，拓宽储能的盈利渠道.通过算例分析验证所提模型与方法的有效性，结果表明所提优化运行策略能够显著降低新能源场站偏差惩罚成本，加速储能投资回收，进而提高新能源基地的整体净收益.

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基于降压节能技术的主动配电网“电压-碳排”协同优化控制

吕威怡, 张希鹏, 李然, 刘健哲, 陈新仪, 杜非, 刘仲

2026,60 (10): 1607-1615.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.504

摘要 ( 450 )

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PDF(1432KB) ( 759 )

降压节能（CVR）技术是提升系统节能效果、缓解用电高峰时段供能压力的有效手段.现有研究主要关注“电压-潮流”的耦合关系以挖掘节能效果，但对“电压-碳流”之间的映射关系尚不清晰，CVR技术的降碳潜能仍有待探索.为此，以降低碳排放和有功消耗为主要目标，建立“电势-碳势”之间的解析关系.首先，分别构建考虑碳排放强度时空变化的CVR模型，探讨因负荷特性差异导致的CVR效果变化.其次，综合考虑系统低碳性与经济性，提出一种基于CVR技术的主动配电网“电压-碳排”协同优化控制方案，并采用电压控制、最优潮流等方法进行求解分析.最后，以IEEE 33节点典型系统为例验证所提协调控制策略的有效性.结果表明，系统在时间和空间尺度上的节能与碳减排目标存在不一致性，所提方法可使碳减排效果分别提升0.65百分点和3.80百分点；同时，协同优化控制方法能够针对不同受益主体，通过优化控制策略进一步提升碳减排效果.

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风储联合系统中储能调峰调频容量随机优化配置

时珊珊, 冯梦圆, 江昇, 文书礼, 王皓靖

2026,60 (10): 1616-1626.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.038

摘要 ( 423 )

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随着高比例可再生能源并网，电力系统由确定性形态向强随机性系统转变，对其灵活性调节能力提出了更高要求.储能作为一种重要的灵活性调节资源，在新型电力系统中将逐渐替代传统火电机组，承担更多调峰调频任务.当前储能成本较高，投资者需合理配置储能容量以实现经济效益最大化.本文以风电场站配置储能参与调峰调频服务为背景，研究风储联合系统参与灵活性调节的容量规划问题，以实现储能多组合应用盈利最大化.首先，为应对风电与负荷出力的不确定性，基于风电与负荷的历史数据，采用K-means聚类方法分别生成各自典型场景，并通过笛卡尔积构建风-荷联合典型场景及其相应概率.其次，结合调峰调频需求特性，对风储系统参与辅助服务过程中的成本与效益进行量化建模，包括辅助调峰与调频收益、储能初始投资成本及储能的容量衰减成本，构建基于数学期望的随机优化模型.最后，以某地区风电场为例进行算例求解，仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性.

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基于构网风机动能存储及功率承载极限的混合风场黑启动控制策略

胡隽璇, 陈鹏, 黄春芳, 陆强

2026,60 (10): 1627-1638.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.195

摘要 ( 451 )

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为提升高比例可再生能源电力系统的黑启动能力，提出一种考虑构网型风力发电机（GFM-WT）动能存储与功率承载极限的混合风电场黑启动控制策略.该策略基于混合型风电场拓扑，构建构网与跟网风机的协同控制框架，系统推导GFM-WTs的电流-转速与功率-转速边界，提出边界约束下的过载功率响应机制，并建立直流母线充电模型，量化初始动能需求.在此基础上，设计完整的黑启动控制流程，涵盖电压频率建立、功率协调与负荷恢复等环节.仿真验证表明，所提策略能有效实现GFM-WT主导下的系统自主建网，且在负载冲击、频率扰动和风速波动等场景下保持有序恢复与稳定运行，具有良好的鲁棒性与适应性.同时降低对储能和外部支撑的依赖，具备良好的工程应用前景.

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含多类型电解槽模块的电-氢-热综合能源系统优化策略

段麟奇, 贾燕冰, 黄亮, 曹智超

2026,60 (10): 1639-1650.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.050

摘要 ( 582 )

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含氢综合能源系统是未来能源系统的重要组成部分，通过多类型电解槽模块的协同控制，有助于提升新能源消纳水平和制氢模块运行效率.本文建立了碱性水电解槽与质子交换膜水电解槽的动态效能和启停特性模型，提出了含多类型电解槽模块的电-氢-热综合能源系统运行框架及协同优化策略.该策略以系统运维成本、弃能成本、电解槽启停成本和制氢收益构成的综合成本最小为目标，实现各电解槽模块的启停决策与功率优化分配.经修改的IEEE 39节点电力-6节点热力系统验证，所提运行框架及优化策略可有效提升新能源消纳率，制氢系统能效提升8.13%，总收益增加40.83%.

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节点电价机制下两种火电运行成本补偿机制的对比研究

秦瑜遥, 陈思捷, 方圣哲, 严正, 解大

2026,60 (10): 1651-1661.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.438

摘要 ( 580 )

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PDF(2471KB) ( 847 )

节点电价机制无法确保火电机组收回其启停和空载成本.近年来，随着新能源大规模并网，火电机组的启停和空载成本的回收面临更加严峻的考验.针对这一问题，我国电力市场已实施两种火电启停与空载成本的补偿机制，但目前尚无学者研究这两种机制对火电报价策略以及对全系统的发电充裕性、用电经济性和市场透明度的影响.结合我国电力市场实际运行情况，首先介绍全额补偿启停成本和补偿启停与空载成本至利润非负两种主流的成本回收机制，并提出评价二者的技术指标；其次，推导这两种机制下火电机组的最优报价策略.计算结果表明，与全额补偿启停成本机制相比，补偿启停与空载成本至利润非负机制能降低火电机组报价的投机性、减少用户总支出，并能更好地保障电力系统的发电容量充裕性和经济性.

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面向虚拟电厂的空调二阶等效热力学参数解析解动态参数辨识方法

刘雪蕊, 窦迅, 刘子腾, 李林溪, 赵建立, 左娟, 窦真兰

2026,60 (10): 1662-1672.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.058

摘要 ( 258 )

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PDF(1942KB) ( 460 )

通过虚拟电厂对需求侧灵活性资源进行高效聚合与调控，是提升新型电力系统灵活性的有力措施.空调负荷是最具潜力的需求侧资源之一，对其精准建模可为控制策略的设计奠定基础.针对当前空调系统参数辨识拟合精度有限、忽略环境变化因素以及求解效率低下等问题，提出一种基于改进的牛顿-拉夫逊优化（INRBO）算法的空调二阶等效热力学参数（ETP）解析解动态参数辨识方法.首先，为减少传统二阶递推参数辨识方法中固有的累积误差，引入基于解析解的二阶ETP模型.其次，考虑开窗通风、温度骤变等因素导致的多参数动态特性，以仿真系统与实际系统的动态误差最小为优化目标，兼顾室内初始固体温度，建立计及多参数动态特性的空调二阶ETP参数辨识模型.最后，为提高求解效率，提出基于切比雪夫混沌映射的INRBO算法对上述模型进行求解.算例结果表明，所建立动态参数辨识模型能够兼顾拟合精度与求解效率.

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双馈风机暂态故障电流定转子耦合频移特性分析

刘晟, 陈达伟, 黎灿兵

2026,60 (10): 1673-1683.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.319

摘要 ( 164 )

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PDF(1830KB) ( 340 )

为解决三分量频率框架的短路电流分析无法全面刻画耦合频移特征的问题，建立了一种能够显式反映定转子耦合频移效应的新方法，以提高大规模风电场故障条件下短路电流的计算精度.该方法首先以机内转子电动势作为统一中间变量，将撬棒投入、转子侧变流器闭锁与再投入、励磁限幅等不同故障穿越策略下的转子侧暂态行为映射至同一状态空间中，从而有效避免分阶段计算过程中因非零初始状态引起的动态不连续问题.在此基础上，建立定子电压与定、转子电流在穿越过程中的统一传递函数关系，并进一步推导由控制策略切换所引入的额外本征极点，从机理上揭示了转差分量与工频分量在多阶段控制作用下发生频移并形成多频耦合分量的内在原因.采用与转子侧一致的建模思路，建立网侧变流器与定子电压在不同控制策略下的统一传递函数关系，从频域角度揭示了短路电流中受网侧变流器控制影响的附加谐波分量.算例结果表明，在实际故障穿越场景下，该方法大幅降低现有三分量框架的最大计算误差，在轻微电压暂降条件下误差控制在2.2%以内，严重电压暂降情况下不超过2.8%，表现出良好的鲁棒性与适应性.同时，相关谐波分量分解结果验证了理论分析中多频耦合分量的存在，并基此有效解释了相量放大引起的继电保护误动机理.该研究将定转子频率耦合效应与多阶段控制切换过程统一纳入故障电流计算框架，提升了大规模风电系统故障分析精度，实现了对不同复杂条件下故障电流的快速、精确求解.

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天然气压差发电高速双三相永磁同步发电机控制

张孜乐, 林沛诣, 刘伟, 孙琳, 周荔丹

2026,60 (10): 1684-1694.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.047

摘要 ( 433 )

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随着全球天然气消费规模持续扩大，地下天然气压力能的回收利用，对有效推进能源结构转型、促进人类社会与生存环境的可持续发展具有深远意义.兼顾天然气压差发电装置的运行能效以及功率体积比，本文选用高速双三相永磁同步发电机，采用直驱并网方案.为此建立基于天然气膨胀机的气-机-电综合模型，构建了背靠背双脉冲宽度调制变流器矢量控制系统；针对高速发电机存在的谐波问题与电流耦合，分别设计了基于准比例谐振调节器的谐波电流环和基于有源电阻的复矢量解耦基波电流环.仿真与实验结果表明：所设计的系统模型及控制策略能够有效提升电流环的抗干扰能力与稳定性，为高速直驱压差发电系统的工程化应用提供了理论依据与技术支撑.

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适应复杂电网的级联型储能变流器无模型自适应控制方法

胡顺全, 陈阿莲, 刘通, 申钰齐, 卢家璇

2026,60 (10): 1695-1704.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.051

摘要 ( 408 )

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级联H桥储能系统能够实现能量转移，平抑新能源发电波动，是提升新能源大规模并网利用率的优选方案之一，但其难以适应电网畸变和弱电网等复杂电网环境.为此，提出一种级联H桥储能变流器无模型自适应控制方法，以增强其在复杂电网条件下的适应能力.首先，在功率环中设计增强型二阶广义积分器，用于准确提取电网电压基波分量，从而降低电网谐波干扰；其次，在电流环中提出基于动态线性化理论的电流环数据驱动模型，以减少对模型参数的依赖，提升变流器在模型失配时的鲁棒性和动态响应性能.最后，搭建10 kV/3 MW高压大容量储能系统的仿真模型及硬件在环实验平台，验证所提方法的有效性和可行性.

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基于知识推理的换流变压器可解释性故障诊断方法研究

李元, 孙伟哲, 李睿, 刘捷丰, 王同磊, 杜修明, 张冠军

2026,60 (10): 1705-1713.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.189

摘要 ( 232 )

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针对换流变压器常用故障诊断与评估技术在故障机理不明、故障数据缺失条件下应用效果不佳的问题，提出一种基于知识推理的换流变压器可解释性故障诊断方法.首先，基于扎根理论建立故障特征框架，将历史故障案例的文本信息有机重构为结构化数据；然后，利用灰色关联分析实现换流变压器关键故障特征优选，采用因果特征分离的先验算法提取故障诊断知识规则，并构建知识图谱，提高换流变压器故障诊断机理与过程的可解释性；最后，采用实际换流变压器故障数据检验方法的有效性.验证结果表明，该方法诊断准确率达78.26%，能够为换流变压器故障诊断和状态评价提供准确可靠且具有可解释性的决策支持，对换流变压器的现场试验与检修具有指导意义.

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基于端到端神经网络的高精度复值多频电容层析成像方法

杨晨, 史庆莲, 刘文博, 杨华, 熊一飞, 张茂懋, 卢武

2026,60 (10): 1714-1723.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.057

摘要 ( 206 )

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为满足新型电力系统对能源协同输送走廊建设中介质分布高精度监测需求，提出一种基于端到端神经网络的复值多频电容层析成像图像重建方法.首先，构建一种新的背景预测网络，用于预测介质的背景分布，为初步成像提供先验约束.然后，利用图像重建强化网络对初步重建图像进行像素级分类，使每个像素对应一种介质类型，从而准确反映管道中的介质分布及其特征，实现高精度的图像重建.最后，采用结构相似度指标对成像质量进行量化评估，并与典型算法进行对比验证.仿真结果表明：经神经网络优化后的重建图像与目标图像间结构相似度均高于0.85，且在噪声干扰和频率变化的影响下，仍能输出高精度的介质分布图像.该方法为高电导率下介质分布的高精度成像提供了新技术思路.

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科技期刊论文图片打磨：专栏编辑视角

蒋霞, 黎灿兵

2026,60 (10): 1724-1730.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2026.317

摘要 ( 24 )

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科研图表是科技论文可视化表达的重要载体，其质量直接影响成果的可读性、传播效果与国际显示度.国内科技论文作者多将主要精力集于算法创新与试验研究，对图表的科学表达往往重视不足，常见问题涉及图表遴选、自明性、格式规范、配色与坐标轴设计，以及原创性与版权合规等方面.本文借鉴国际高水平期刊图表编辑实践，结合《上海交通大学学报》电力系统专栏录用前图片打磨线上会议的工作实践，总结电力专栏论文图表的总体设计原则，梳理电力领域稿件中常见的图表问题，并选取一篇经授权的工科稿件作为完整示范案例，从问题诊断、优化策略到修改前后对比进行系统展示，为国内工科期刊作者、审稿人和编辑提供可借鉴的图表优化实操指南.

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