上海交通大学学报

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超声成像与调控融合路径的突破与启示——评超声脑机接口闭环体系构建的相关研究(特邀)

徐天乐, 高郑润, 季诚昕

2026,60 (4): 523-530.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2026.105

摘要 ( 10 )

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PDF(27067KB) ( 5 )

超声技术正在突破传统影像技术的功能边界,逐步形成兼具脑状态读取、精准调控与系统集成的新体系.本文聚焦郑元义教授团队在超声断层成像(ultrasound tomography, UT)、超声定位显微成像(ultrasound localization microscopy, ULM)、低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound, LIPUS)调控及可穿戴超声系统等方面的代表性进展,梳理其由单一成像诊断向“感知—调控—反馈”闭环架构演进的技术逻辑.其关键贡献在于提出以统一声学载体为基础的超声脑机接口(ultrasound brain-computer interface, U-BCI)思路,推动超声由辅助诊疗工具转向脑机交互介质.这一路径为无创深部神经调控、连续生理监测及院内外一体化干预提供了新框架,也为脑机接口临床转化与神经干预技术发展提供了新方向.

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基于对抗神经网络场景生成的源网荷储双层柔性规划

马溯, 柳璐, 程浩忠, 张啸虎, 许凌, 娄为

2026,60 (4): 531-540.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.214

摘要 ( 191 )

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PDF(2996KB) ( 263 )

为应对高比例新能源消纳,有必要推进新能源与煤电规划与运行.为此,建立考虑不确定性场景生成的源网荷储柔性规划方法.首先,用对抗神经网络方法生成四季风光不确定性场景.然后,在进一步分析新能源不确定性和煤电灵活性改造特性基础上,建立考虑新能源与煤电源网荷储长短期时间尺度双层随机规划模型,探究考虑新能源决策与煤电灵活性改造的源网荷储柔性规划方案;采用场景准确性指标和灵活性不足指标,探究不确定性场景生成方法和规划结果之间相关性.最后,利用实际算例系统验证所提方法有效性.所提方案在夏、秋季节午时调峰高峰时段可发挥显著深度调峰作用,能适应未来大规模新能源消纳,提升源网荷储经济性.

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基于可变数据窗口的电力系统惯量估计方法

曹永吉, 李常刚

2026,60 (4): 541-549.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.339

摘要 ( 162 )

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针对固定数据窗口难以适应时变频率波动的问题,提出一种基于可变数据窗口的电力系统惯量估计方法.首先,分析电力系统惯量响应过程,采用有源自回归模型表征频率动态特性,构建参数辨识模型.其次,利用自适应中值-均值组合滤波方法进行数据预处理,并通过模糊逻辑控制器设置带遗忘因子递推最小二乘方法的参数.然后,构建量化辨识误差及连续窗口间辨识结果差异程度的评估指标,根据不同场景在线调整数据窗口长度,以实现系统惯量的准确估计.最后,通过算例分析验证所提方法的有效性.算例结果表明:该方法能够适应惯量参数变化的场景,有效降低惯量估计误差.

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基于静态电压稳定裕度的配电网分布式光伏承载能力量化方法

邓美玲, 陈永进, 白振毅

2026,60 (4): 550-562.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.357

摘要 ( 232 )

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大规模分布式光伏接入配电网容易引发线路重过载、电压失稳等问题,现有以经济性为核心的配电网光伏承载能力优化评估方法难以满足电压稳定性要求.为此,提出一种基于静态电压稳定裕度的配电网分布式光伏承载能力量化方法.首先,推导以光伏输出功率表征的静态电压稳定指标解析式,揭示分布式光伏出力与静态电压稳定指标之间的二次函数关系.其次,以分布式光伏接入容量最大为优化目标,综合考虑静态电压稳定裕度、配电网线损率、电压幅值以及无功补偿装置等约束,建立配电网分布式光伏承载能力量化模型,并采用改进的自适应遗传算法求解该非线性模型.最后,以IEEE 33节点系统为例进行分析,验证了所提方法可有效指导配电网分布式光伏的建设.

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物流园区及共享储能的电制冷需求响应与多系统协同定价优化方法

徐吉米, 吴雨杭, 黎灿兵, 蒋文杰, 黄子宇, 程语

2026,60 (4): 563-573.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.439

摘要 ( 306 )

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随着物流行业的快速发展,配备电动重卡和冷链装置的物流园区负荷需求急剧增长,导致园区整体运行成本上升.为此,引入共享储能装置作为能源交易的第三方,提出一种基于博弈定价激励机制的多综合能源系统调度优化方法.针对物流园区的高负荷需求与常规综合能源系统在可再生能源发电特征上的互补性,求解所有参与方在追求各自目标最优时的交互策略.通过分析园区电动重卡和冷藏装置的负荷特征,构建负荷转移模型,并采用灵活充放电的储能容量共享租赁模式,建立包含共享储能的物流园区系统与常规综合能源系统的交互模型,从而构建基于包含主从博弈的动态电价分析框架,探讨多系统间的交易互动.结果表明:该多系统交互模型不仅能满足物流园区电、冷负荷的能量调度需求,还能减少弃风弃光现象,实现多能源系统总成本最低.与传统模型相比,系统总成本下降了5.9%.

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考虑极端天气的虚拟电厂参与辅助服务市场策略研究

李杰, 梁文腾, 刘宇恒, 李蓝青, 胡秦然

2026,60 (4): 574-583.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.016

摘要 ( 182 )

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针对虚拟电厂盈利模式有限、收益不稳定的问题,提出通过虚拟电厂内部光伏并网变流器的控制,使其参与无功辅助服务市场以获取调压收益.该方法可在极端天气场景下保障系统电压稳定性,同时扩充虚拟电厂的收益渠道.在此基础上,构建考虑需求响应的虚拟电厂参与辅助服务市场的双层优化模型:上层以虚拟电厂综合收益最大化为目标,下层以虚拟电厂柔性负荷用电成本最小化为目标,并利用KKT条件将双层模型转化为单层模型进行求解.算例研究表明,该策略不仅在极端天气下为虚拟电厂参与辅助服务市场带来稳定收益,在正常天气下同样具有有效性和适应性.

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考虑微电网协同的线路冰灾下配电网韧性提升策略

方子闻, 周永智, 但扬清, 韦巍

2026,60 (4): 584-594.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.117

摘要 ( 298 )

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冰灾下线路断线严重影响配电网安全运行,含分布式资源微电网接入为提升配电网韧性提供了新手段.通过合理利用冰灾下微电网资源,提出一种微电网协同配电网的韧性提升策略,以充分发挥微电网中分布式电源及储能的紧急供电能力.首先,考虑线路覆冰灾害故障演化特性,构建配电网线路覆冰风险量化模型.然后,提出一种基于长-短周期混合时间尺度滚动的优化方法:长周期优化聚焦跨日时间尺度微电网储能预调度与配电线路修复策略;短周期日前优化由于应对新能源及冰灾故障演化所导致的网络拓扑变化的日间不确定性,并采用列与约束生成算法生成调度策略;长-短周期优化模型在灾害全周期内滚动进行.最后,采用改进IEEE标准33节点配电网对所提韧性提升策略有效性进行仿真验证.

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面向集装箱船能量管理的船舶微电网全航程经济调度策略

王萧博, 贾勇勇, 朱鑫要, 李铮

2026,60 (4): 595-603.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.184

摘要 ( 197 )

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PDF(4151KB) ( 268 )

随着海洋冷藏运输业务不断发展,集装箱船上冷藏集装箱的比例不断上升.为进一步提高集装箱船的能量效率、降低全航程运营成本,提出一种考虑冷藏集装箱需求响应的集装箱船全航程经济调度策略.在分析冷藏集装箱运行特性的基础上建立其数学模型,并构建涵盖航程优化、日前调度与冷藏集装箱调度的船舶微电网全航程经济调度框架.通过航程优化确定储能设备状态、船舶航行距离等具有时间延续性的变量;基于优化结果,通过日前调度判定船舶各机组发电计划与微电网虚拟电价,并配合冷藏集装箱调度,实现微电网经济运行.以香港至上海航线为算例进行验证,结果表明,所提方法在不增加额外投资成本的前提下,可将集装箱船舶航行总费用降低5.02%,有效提升了船舶微电网的运行效率.

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楼宇型虚拟电厂参与能量和灵活爬坡市场优化运行策略

邬凯浪, 李寅晓, 李立, 张青蕾, 郭鸿业

2026,60 (4): 604-616.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.191

摘要 ( 477 )

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PDF(1703KB) ( 278 )

在新能源渗透率不断提升的背景下,为应对电力系统快速增长的灵活爬坡需求,本文提出了一种面向需求侧灵活资源的楼宇型虚拟电厂(BVPP)参与能量和灵活爬坡市场优化运行策略.首先,考虑楼宇内各设备的物理特性、环境因素及人为因素,建立了电动汽车集群与中央空调系统的灵活性供应模型,评估BVPP灵活爬坡供应能力.其次,考虑负荷及新能源出力预测中存在的不确定性,基于条件风险价值理论,建立了BVPP参与日前能量与灵活爬坡市场的优化运行模型.进一步地,为反映BVPP风险偏好对各主体收益分配的影响,引入风险效应因子,提出了基于风险修正Shapley值法的BVPP内部各主体收益分配机制.最后,通过算例分析验证了所提BVPP市场优化运行策略在经济性和低碳性以及收益分配机制的合理性.

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考虑奖惩碳交易的含灵活性设备联合运行的综合能源系统优化

周永旺, 许灿城, 蔡政彤, 赵卓立, 倪强

2026,60 (4): 617-627.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.291

摘要 ( 252 )

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PDF(2524KB) ( 276 )

针对综合能源系统的碳排放量高以及氢能的低碳潜力未充分挖掘等问题,引入电转气(P2G),碳捕集、利用与封存(CCUS)和掺氢燃气设备(HDGE)等灵活性设备,并建立一种考虑奖惩碳交易的含P2G-CCUS-HDGE联合运行的综合能源系统优化调度模型.首先,构建了P2G-CCUS-HDGE联合运行框架,并采用动态掺氢比运行模式;其次,引入奖惩阶梯式碳交易机制以约束碳排放;然后以系统总运行成本最低为目标,计及相关约束条件,建立了优化调度模型,并调用Gurobi求解器进行求解.最后,通过设置多场景对比,验证了所建调度模型在降低总成本、减少碳排放以及提升新能源消纳等方面的优势.此外,进一步分析了不同掺氢比和碳交易参数对系统经济性和低碳性的影响,为综合能源系统的低碳经济调度提供了参考依据.

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考虑5G基站通信负载和备用储能调控的配电网分布式优化

原凯, 王菲菲, 张沈习, 孙充勃, 宋毅, 侯若松, 程浩忠

2026,60 (4): 628-641.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.123

摘要 ( 249 )

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PDF(2846KB) ( 754 )

5G基站正处于规模化应用的关键时期,但其高能耗所带来的经济性问题,已成为制约其发展的重要因素之一.与此同时,5G基站通常配备储能电池以保障供电可靠性,这部分闲置容量为电力系统提供了可灵活调节的资源.为降低5G基站功耗并充分挖掘储能资源的调节潜力,本文首先建立了5G基站功耗模型,分析大量移动用户接入对基站备用储能可调度能量的影响.在此基础上,基于能量边界投影构建了备用储能的聚合调控模型,并考虑5G基站运营商参与电能交易的情形,建立合作博弈模型,采用交替方向乘子法求解.算例分析结果表明:通信负载转移策略能够有效降低5G基站在低负载时段的功耗,增加储能可调度能量;所提出的分布式优化运行模型能有效实现5G基站等利益主体间的互利共赢.

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计及全周期时序特性的微电网源储优化设计方法

王萧博, 贾勇勇, 李铮, 李文博, 贾宇乔, 李华瑞, 朱鑫要

2026,60 (4): 642-651.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.227

摘要 ( 135 )

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PDF(1168KB) ( 242 )

针对大容量储能优化设计对优化周期长度与时间尺度精细度的要求,提出一种计及全周期时序特性的微电网源储优化设计方法.该方法采用具备时序特征保持能力的聚类算法,从两个维度对运行场景的数据进行降维处理,所得典型场景能够完整保留原始数据中的所有时序信息.在此为基础,构建包含双时间序列的源储优化设计模型:其中保序时间序列用于约束全优化周期,确保模型求解的准确性;削减时间序列应用于无需考虑时序关系的其他约束,以降低模型复杂度.仿真结果表明:在保持相同模型复杂度的情况下,所提方法的源储优化结果准确性方面优于现有方法,尤其显著提升了大容量储能的优化精度,其中氢储能容量优化误差降低16%以上.

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基于云原生的新型电力系统数字能源终端模型与方法

蔡田田, 蔡泽祥, 李俊业, 屈径, 李晓华, 郑竣杰

2026,60 (4): 652-663.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.231

摘要 ( 229 )

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PDF(1743KB) ( 260 )

在分布式特征日益凸显的背景下,数字化技术正加速向配用电侧延伸,电力终端将逐步演化为“数字能源终端”,在边缘侧提供对象接入和数字化能源电力管理服务,而云原生是支撑这一转型的关键技术基础.本文分析了海量分布式对象驱动的数字能源终端需求,提出基于云原生的数字能源终端要素、架构和业务组织方式.然后,以算力供需平衡为主线,分析数字能源终端相关的业务模型、算力资源模型和算力供需匹配优化方法.最后,对基于云原生的数字能源终端技术生态进行了展望.本文试图将“云原生-能源电力终端”领域内已有工作统一到基于云原生的新型电力系统数字能源终端的框架,指出云原生技术将重塑数字能源终端的架构、功能和运营模式,对支撑能源电力系统数字化转型、培育能源电力行业新生态具有重要意义.

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气体绝缘全封闭组合电器内金属微粒尺寸数字化推演方法

张长虹, 黎卫国, 杨旭, 李明洋, 王淼, 罗林根

2026,60 (4): 664-673.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.210

摘要 ( 172 )

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自由金属微粒缺陷是气体绝缘全封闭组合电器(GIS)设备中频繁发生的放电缺陷类型之一,对其尺寸参数和放电严重程度的准确估计,有利于掌握设备绝缘损伤情况.本文提出基于数字虚拟测试的GIS内部金属微粒尺寸估计方法.首先,分析金属微粒在GIS中的起跳及其往返运动的数学模型;然后,基于数字化推演所得微粒坐标序列,结合金属微粒往返运动特性,建立微粒尺寸与运动行为的关联关系;最后,提出数字化仿真遍历和运动轨迹相似性分析方法,实现金属微粒尺寸的在线估计,并通过仿真研究验证了所提方法的可行性与准确性.所提方法为利用数字化技术推演GIS设备内部绝缘状态提供了新的思路.

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不同热老化程度环氧树脂表面电荷消散特性

宋朝晖, 李欣, 刘敏, 陈泽鸿, 张晶莹, 汪沨, 陈赦

2026,60 (4): 674-681.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.244

摘要 ( 191 )

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气体绝缘金属封闭开关设备与气体绝缘金属封闭输电线路在高压输电领域具有广阔的应用前景,但其内部绝缘子闪络等故障的发生,严重影响系统的安全稳定运行.多项研究已证实,表面电荷是影响绝缘部件闪络电压的重要因素,但老化后环氧树脂绝缘件表面电荷积聚与消散特性尚不明确.为深入探究该问题,搭建了表面电荷测量装置,开展不同热老化条件下环氧树脂样品的表面电荷消散实验,研究不同电压幅值及电压极性对电荷消散特性的影响.研究结果表明:经热老化处理后,样品的玻璃化转变温度升高,表面电荷消散速率降低;在相同电压幅值下,施加负极性电压时,环氧树脂表面的电荷积聚量高于正极性电压;绝缘子表面电荷消散过程近似呈指数衰减,时间常数约为10⁴~10⁵ s.环氧树脂样品在不同条件下的表面电荷消散特性,为判断绝缘部件老化程度提供了新思路,也可为实际工程中的故障原因分析与降低故障率提供参考依据.

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含高比例可再生能源园区混合储能系统能量-功率跨季节协调调度方法

石子川, 邰能灵, 樊飞龙, 陈新仪, 刘仲, 张希鹏

2026,60 (4): 682-694.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.243

摘要 ( 308 )

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针对能源系统弃风光率高、出力不稳定、经济效益低的问题,提出一种面向含高比例可再生能源园区混合储能系统的协调调度方法,以提升经济效益、降低碳排放为目标.该方法充分利用不同储能的动态响应特性与容量差异:氢储能主要承担大功率、小波动的调节需求,电化学储能主要承担小功率、大波动的调节需求,天然气储能在氢储能和电化学储能的基础上进一步增加储能系统的灵活性,平衡园区能源系统的总功率.该方法充分考虑风电、光伏出力、本地负荷与电价的不确定性,构建跨季节-单日-实时多时间尺度调度框架:在跨季节调度阶段,根据四季典型预测数据决策氢储能和天然气储能的全年存储状态;在单日调度阶段,根据单日长期预测制定混合储能的功率调度指令;在实时调度阶段,结合单日调度结果与不确定场景的短期预测,实时调整风电、光伏出力及联络线功率,制定最优运行方案.算例测试表明,所提方法有效降低了能源系统的弃风光率与碳排放,提升了经济效益.

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融合叶节点递归剪枝的前推回代潮流计算方法

陈锋升, 王梓耀, 于仲安, 吴毓峰, 潘振宁, 孙立明

2026,60 (4): 695-703.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.362

摘要 ( 250 )

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在“双碳”政策推动下,配电网面临海量分布式可再生能源接入带来的挑战,高效潮流计算分析成为应对这些挑战的关键手段.然而,现有的前推回代潮流计算方法在处理大规模节点配电网时,需要花费大量时间获得计算顺序和电抗矩阵,从而制约了潮流计算效率的提升.为此,提出一种融合叶节点递归剪枝的前推回代潮流计算方法.该方法充分利用配电网的拓扑特性,通过对叶节点实施递归剪枝,实现大规模配电网计算顺序的快速确定,同时获得对应的电抗矩阵,从而有效地提升潮流计算效率.仿真结果表明:相较于传统的分层类与搜索排序类前推回代法,求解效率更高,尤其在大规模配电网中,计算效率提升效果更为明显.

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