当期目录

2025年, 第59卷, 第3期　刊出日期：2025-03-28 上一期   

新型电力系统与综合能源

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自适应双稳态浮子式波浪能发电装置在不规则波中的参数控制 李扬, 张显涛, 肖龙飞 2025,59 (3):  293-302.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.309 摘要 ( 150 )   HTML ( 2 )   PDF(4987KB) ( 233 )   自适应双稳态浮子式波浪能发电装置虽然解决了双稳态系统在入射波的振幅较小时可能难以跨越势垒的问题,但其效率仍有提升空间.既往研究已证实装置参数改变会对装置性能造成较大影响,而且最优装置参数均与此时的谱峰频率有较大关联.因此,对装置进行控制研究时,在假定一段时间内谱峰频率可预测的前提下设计控制方案,相应调节装置参数可实现提高效率的目的.选取3个控制参数,通过仿真计算确定不同谱峰频率下最优装置参数库;然后,在仿真计算程序中加入控制模块,利用插值法对参数进行控制.结果表明:施加可变参数控制的装置可获得更好的能量捕获效率. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于有源电容的直流母线电压振荡抑制器及其控制方法 杨继沛, 杨苓, 魏茂华 2025,59 (3):  303-312.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.327 摘要 ( 112 )   HTML ( 0 )   PDF(8081KB) ( 122 )   直流微电网中接入的恒功率负载降低了系统的有效阻尼,导致直流母线上产生高频电压振荡,威胁系统的安全稳定运行.为此,提出一种基于有源电容的直流母线电压振荡抑制器及其控制方法,将振荡抑制器与直流母线并联,令其直接与直流母线进行能量交互,振荡抑制器中的储能电容可以有效存储直流母线上伴随电压振荡产生的瞬变能量,从而降低电压振荡幅值,提高母线电压的稳定性.振荡抑制器中电源的电压可跟随直流母线电压进行自适应调节,面对系统中负荷变化,振荡抑制器可以保持稳定工作,具有即插即用、适用性强、控制灵活的优点.此外,通过分析振荡抑制器的工作模态和机理,建立其小信号模型,分析控制器参数对振荡抑制器稳定性和动态特性的影响,得出控制器参数优化方案.最后通过实验验证了上述振荡抑制器的有效性. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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直流电压控制对跟网型并网变换器的影响机理 司文佳, 陈俊儒, 张成林, 刘牧阳 2025,59 (3):  313-322.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.321 摘要 ( 159 )   HTML ( 0 )   PDF(2943KB) ( 195 )   随着新能源渗透率的不断增大及新型电力系统的建设,跟网型并网变换器(GFL)在电力系统的稳定中具有至关重要的作用.现有的并网变换器的暂态同步稳定性分析假设直流侧为恒压源,忽略了直流电压控制.本文旨在考虑直流电压控制,更好地揭示并网变换器的暂态失稳机理.先建立考虑直流电压控制的暂态同步稳定模型,然后分析直流电压控制对GFL的暂态同步稳定性影响.研究结果表明,直流电压控制会使有功电流参考值变大,使GFL的等效阻尼减小,降低GFL的暂态同步稳定性.通过增大直流电压控制的比例系数或减小其积分系数,可以使暂态同步稳定性适当提高.最后,在MATLAB/Simulink中验证了理论分析的正确性. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑惯量安全需求的风电场控制参数优化方法 李鸿鑫, 钟祖浩, 卢艺, 文云峰 2025,59 (3):  323-332.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.380 摘要 ( 82 )   HTML ( 0 )   PDF(1699KB) ( 91 )   高比例新能源电力系统惯量和调频资源匮乏,存在较为突出的频率稳定问题.针对该问题,将风电场潜在频率支撑能力纳入电网频率控制措施,提出一种考虑惯量安全需求的风电场控制参数优化方法.事故发生后,首先根据频率安全限值在线计算满足暂态频率稳定的系统惯量和调频需求,形成惯量安全约束.然后,对风电场在不同风况下的惯量和调频能力建模,以事故后对应风况下风电场虚拟惯量和频率下垂参数调整量最小为目标,建立风电场频率控制参数的动态优化模型;最后,解算频率控制参数,基于改进的IEEE RTS-79系统进行算例测试.结果表明:所提参数优化方法有效改善了风电场暂态频率响应过程,有助于提升高比例新能源电力系统频率稳定裕度. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于分布式模型预测控制的自适应二次调频策略 曹永吉, 张江丰, 王天宇, 郑可轲, 吴秋伟 2025,59 (3):  333-341.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.352 摘要 ( 138 )   HTML ( 0 )   PDF(3126KB) ( 545 )   针对电力系统参数变化导致二次调频适应性降低的问题,提出一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的自适应二次调频策略.首先,构建多区域互联系统的二次调频模型,进而基于频率响应轨迹建立各区域系统的参数辨识模型.其次,采用递推最小二乘法求解参数辨识模型,在线更新区域系统的参数.然后,以区域控制偏差最小为目标,利用DMPC优化机组出力,实现二次调频控制.最后,利用算例分析验证了所提方法的有效性. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑碳排放权交易的两阶段电力现货市场模式设计 刘长玺, 齐国民, 王继成, 李天野, 杨健, 雷霞 2025,59 (3):  342-353.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.299 摘要 ( 111 )   HTML ( 0 )   PDF(1934KB) ( 165 )   为推进电力行业碳减排进程,助力实现“双碳”目标,在加快建设全国统一电力市场体系的背景下,提出负荷主体参与碳排放权交易的两阶段市场出清模型,以实现降低电力行业碳排放及清洁能源替代的目的.首先,提出基于零和收益-数据包络分析模型的火电机组初始碳配额分配方法,并建立计及碳交易的电力市场出清模式.然后,根据第一阶段市场出清结果利用潮流追踪理论确定各负荷的新能源消纳量,计算出对应的国家核证自愿减排量;在此基础上开启第二阶段碳排放权交易,并根据碳交易结果进行含碳排放量约束的二次电力市场出清.最后,基于改进的IEEE 30节点系统算例分析验证了所提市场模式的有效性.结果显示:所提模式有利于减少火电机组碳排放量,提高新能源市场化消纳比例并降低市场平均电价,为大规模新能源市场化消纳提供了方案. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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碳市场价格不确定性对电网调度影响机理分析 吴静, 刘轩宇, 李响, 齐笑言, 李成俊, 张忠 2025,59 (3):  354-364.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.313 摘要 ( 119 )   HTML ( 0 )   PDF(1973KB) ( 130 )   随着全国碳市场正式上线,电力行业将在碳市场中扮演重要角色,而碳市场对电力系统低碳调度的影响机理还有待研究.首先,分析碳排放指标的年度清缴机制对电力系统日前调度的影响机理;构建年度碳市场价格的非参数概率模型,提出不同风险偏好程度的电力系统低碳经济调度方法,包括条件风险价值优化、期望值优化、鲁棒优化调度.然后,从数学优化机理层面分析碳价不确定性对电网调度的影响.由算例分析发现,与传统经济调度模型相比,低碳经济调度模型可降碳8.41%,碳市场风险厌恶程度越高,碳排放量越低;碳配额系数越小,碳市场越能够促进电网低碳运行.最后,发现碳捕集系统获利的条件为碳市场价格高于度电成本与碳捕集能耗系数的乘积. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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内嵌市场博弈模型的电网-抽水蓄能多主体协调调度 娄为, 胡蓉, 于谨铭, 张希鹏, 樊飞龙, 刘嵩源 2025,59 (3):  365-375.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.354 摘要 ( 155 )   HTML ( 0 )   PDF(2651KB) ( 383 )   在抽水蓄能等大规模储能电站同时参与现货交易与电网调度的情况下,电网对抽水蓄能的调度难以直接触及对现货市场中可再生电能的消纳.对此,考虑电能现货交易为电网抽水蓄能调度带来的影响,提出内嵌市场博弈模型的多主体协调调度方法.首先,结合电力现货市场出清模型,以抽水蓄能电站现货市场经济收益最大化为目标,制定抽水蓄能电站参与电能现货交易策略.然后,结合两部制电价政策,以最小化电网运行成本与全网新能源弃用量为目标,制定电网运营商对抽水蓄能的容量分配与功率调度策略.制定所提调度策略需要求解内嵌博弈模型的双层优化问题,即抽水蓄能电站参与电能现货市场交易决策问题和内嵌市场博弈模型的抽水蓄能容量分配与功率调度策略优化问题.抽水蓄能参与现货市场决策问题服从Stackelberg博弈模型,通过强对偶理论将其内嵌至抽水蓄能容量分配与功率调度策略优化问题,并通过第2代非支配遗传算法(NSGA-II)对抽水蓄能容量分配与功率调度策略双优化问题进行求解.最后,依托华东某抽水蓄能电站的运行数据构建仿真模型,对所提方法进行验证.测试结果表明,所提方法可以有效协调电网直接调度与抽水蓄能参与电能现货市场的决策方案,提升抽水蓄能经济效益,降低电网运行成本,提高新能源消纳水平. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑容量差异的孤岛直流微网分布式储能单元SOC均衡策略 魏茂华, 杨苓, 翁亮涛, 杨继沛, 陈泳桥 2025,59 (3):  376-387.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.271 摘要 ( 120 )   HTML ( 0 )   PDF(13553KB) ( 32 )   在孤岛直流微电网中,不同容量的分布式储能单元(DESU)之间存在荷电状态(SOC)均衡速度慢的问题,为此,提出一种考虑容量差异的分布式储能单元快速SOC均衡策略.首先,SOC均衡器通过幂函数构造下垂系数与SOC之间的关系,选取合适的均衡调节系数可实现下垂系数的自适应控制,加快SOC均衡速度.其次,在虚拟压降均衡器作用下,仅需简单调整比例积分控制器即可消除线路阻抗对电流精确分配的影响,提高电流分配精度.再次,通过系统稳定性分析,确定该策略控制参数的选取范围.最后,搭建直流微电网硬件在环实验平台,通过与现有文献对比和对不同工况下实验结果进行分析,证实所提控制策略不仅提高了SOC均衡速度,还实现了母线电压的快速恢复. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于虚拟阻抗-模糊算法的交直流微电网混合储能功率协调策略 赵永熹, 高鹏超, 范宏 2025,59 (3):  388-399.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.308 摘要 ( 92 )   HTML ( 0 )   PDF(5007KB) ( 352 )   交直流混合微电网中源荷两侧存在功率波动的问题,由蓄电池和超级电容器组成的混合储能接入微网可抑制功率波动,为此提出一种基于虚拟阻抗和模糊算法结合的交直流微电网混合储能功率协调策略.首先,通过复合虚拟阻抗实现混合储能的功率自主初次分配;其次,综合分析复合虚拟阻抗参数和滤波时间常数对功率分配的影响,提出一种功率分配调整方法并推导出模糊控制规则,利用模糊算法根据超级电容器荷电状态和所承担功率自适应优化混合储能的输出功率;再次,自适应调整交直流互联变换器中的功率来提升混合储能的调节能力.最后,通过MATLAB/Simulink仿真实验证明所提策略既能有效平抑源荷侧的功率波动,消除直流母线电压偏差,又能改善超级电容器过度充放的问题,从而延长设备的使用寿命. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于分层强化学习的新型电力系统在线稳态调度 赵莹莹, 仇越, 朱天晨, 李凡, 苏运, 邰振赢, 孙庆赟, 凡航 2025,59 (3):  400-412.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.344 摘要 ( 168 )   HTML ( 0 )   PDF(4192KB) ( 1164 )   随着新型电力系统的建设,高比例可再生能源的随机性导致电网运行方式的不确定性大幅增加,给电网的安全稳定经济运行带来严峻挑战.采用深度强化学习方法等数据驱动的人工智能方法对电网进行调控并进行辅助决策在新型电力系统中具有重要意义,但当前基于深度强化学习的在线调度算法仍然面临高维决策空间难建模、调度策略难优化的问题,使得模型搜索效率较低、收敛较慢.因此,提出一种基于分层强化学习的新型电力系统在线稳态调度方法,通过自适应选取关键节点调节以降低决策空间.在此基础上进一步引入基于门控循环单元的状态上下文感知模块建模高维环境状态,综合运行成本、能源消纳以及越限情况为优化目标构建模型,并考虑各种运行约束.在IEEE-118、L2RPN-WCCI-2022和SG-126算例集上验证了所提算法的有效性. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于窗口自注意力网络与YOLOv5融合的输电线路通道异物检测 薛昂, 姜恩宇, 张文涛, 林顺富, 米阳 2025,59 (3):  413-423.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.301 摘要 ( 207 )   HTML ( 0 )   PDF(26717KB) ( 392 )   针对输电线路通道异物检测背景复杂以及小目标情况下检测效果不佳等问题,提出一种基于窗口自注意力网络与YOLOv5模型融合的输电线路通道安全检测算法.首先,选用窗口自注意力(S-T)网络优化主干网络,扩大模型感受视野,增强提取有效信息的能力.其次,改进自适应空间特征融合(ASFF)模块,增强多尺度特征融合能力.最后,考虑到真实框与预测框不匹配的问题,引入结构相似性交并比(SIoU),优化边界误差,提高小目标定位准确性.实验结果表明,本文模型对线路通道多目标入侵检测精度达到90.2%,且提升了小目标检测效果;与主流目标检测算法相比,可以更好地满足输电线路通道中的异物检测需求. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于地电位分布的地铁杂散电流引起埋地金属腐蚀计算方法 唐雨杭, 喻锟, 曾祥君, 倪砚茹, 程新翔, 韩炜 2025,59 (3):  424-434.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.334 摘要 ( 99 )   HTML ( 0 )   PDF(11732KB) ( 185 )   绿色城市轨道交通建设是助力“双碳”目标、加快构建新型电力系统的重要环节,但地铁运行时产生的杂散电流会导致土壤极化,造成埋地金属腐蚀.为分析地铁运行时杂散电流对埋地金属管道的腐蚀干扰情况,提出一种基于大地电位分布的埋地管道腐蚀电流密度计算方法.首先,从实际地铁牵引供电回流系统出发,建立长线路、多机车四层地网回流模型,实现杂散电流和钢轨电位的实时动态分布计算;进一步将钢轨电位分布等效为线电压源,并导入地铁线路模型中实现地电位分布仿真计算.然后,建立包含防腐层的土壤-管道回路模型,实现管道腐蚀电流密度的动态计算.最后,分析钢轨直流电阻、过渡电阻、土壤电阻率对管道腐蚀电流密度的影响程度.仿真结果表明:管道腐蚀电流密度变化与钢轨直流电阻线性相关;当钢轨-排流网过渡电阻由5 Ω·km增大至 50 Ω·km时,两条埋地管道的腐蚀电流密度分别减小65.94%、67.45%;较大的土壤电阻率对杂散电流的传播有一定抑制作用. 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标