上海交通大学学报

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跟-构网变换器并网系统的同步视角交互稳定机理分析

宗皓翔, 张琛, 鲍颜红, 吴峰, 蔡旭

2025,59 (2): 151-164.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.231

摘要 ( 285 )

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PDF(4555KB) ( 696 )

针对跟网型与构网型并网变换器系统的小扰动同步失稳问题,提出一种兼顾机理分析直观性和多机判稳准确性的同步视角频域建模与分析方法.建立考虑跟网型、构网型变换器和传输网络的节点导纳矩阵,基于频域模态法评估系统的失稳特性,在振荡源处划分同步前向和反馈通路,形成计及各变换器和传输网络动态的同步视角稳定分析模型.最后,基于典型两机异构系统验证所提方法的正确性,解决由反馈通路聚合引起的判稳失效问题,直观揭示跟网、构网异构同步动态的交互失稳机理和多参数影响.

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含高比例风电低碳园区灵活性资源鲁棒协调运行

孟毓, 郭瑞, 石子川, 薛俊逸, 吕嘉文, 樊飞龙

2025,59 (2): 165-174.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.262

摘要 ( 146 )

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PDF(2164KB) ( 154 )

为应对风电出力不确定性给低碳园区运行可靠性与经济性带来的挑战,提出一种以最小化低碳园区电-碳综合运行成本为目标的多时间尺度鲁棒协调运行方案,充分发挥低碳园区中氢储能、天然气储能与电化学储能等灵活性资源的多样化调节能力.运行方案包含两个阶段:第1阶段为日前决策阶段,通过考虑风电出力与负荷需求的多时间尺度波动特点,制定氢储能、天然气储能与电化学储能的鲁棒调度指令;第2阶段为日内决策阶段,通过结合风电出力和负荷需求的短期预测结果,动态调整风力发电机组功率调度指令.日前决策为自适应鲁棒优化问题,通过列约束生成算法进行求解;日内决策为确定性优化问题,通过线性规划算法求解.最后,结合某实际低碳园区风电出力和负荷需求的小时级功率数据与运行天级电量数据,构建仿真模型,验证运行方案的有效性.仿真结果表明,本方法能够有效提升含高比例风电低碳园区运行经济性与可靠性.

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计及源-荷不确定性的综合能源系统多目标鲁棒优化调度

李建林, 张则栋, 梁策, 曾飞

2025,59 (2): 175-185.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.238

摘要 ( 257 )

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PDF(4800KB) ( 492 )

在新型电力系统建设下,电-热-氢多能源互联互通的综合能源系统将成为重要发展方向之一,但其全寿命周期运营经济性和能源供应可靠性受系统初始设备容量和日运行方案影响.因此,提出一种考虑源-荷不确定性的多目标两阶段鲁棒优化研究方法.建立了包含燃料电池、电解槽等装置的电-热-氢并网运行模型,采用分层拉丁超立方体抽样和Euclidean距离的场景削减方法增添源-荷不确定性因素,并采用两阶段鲁棒优化算法进行求解.算例对比分析了4类系统规定运行条件下设备投资等年值成本和典型日运行成本,验证所提方法可有效缓解源-荷不确定性对综合能源系统配置和运行规划的影响,研究成果有望为未来综合能源系统建设和运营提供新的思路.

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支持虚拟电厂提供灵活爬坡服务的云边协同市场模型

彭超逸, 陈文哲, 徐苏越, 李建设, 周华锋, 顾慧杰, 聂涌泉, 孙海顺

2025,59 (2): 186-199.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.240

摘要 ( 194 )

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PDF(3279KB) ( 534 )

虚拟电厂(VPP)拥有一定的负荷时移能力和功率调节能力,具备参与电力市场并提供灵活性爬坡服务(FRPs)的潜能,但受系统需求不确定影响,VPP难以进行准确的市场申报.因此,提出支持VPP参与电力市场并提供FRPs的云边协同市场架构,建立了对应的分布式优化交易模型.市场出清过程由系统运营商和VPP协同交互完成,能够准确引导VPP优化用电曲线并提供灵活爬坡服务.分布式优化模型采用目标级联分析方法迭代求解,并引入启发式约束条件来提升算法的收敛性.最后,在“鸭形曲线”典型场景中验证了所提市场交易模型的有效性,算例结果表明所提模型能有效降低系统运营费用,同时提升可再生能源消纳.

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基于用户信用指数的园区电动汽车充放电调度机制

孙欣, 江海林, 谢敬东, 王思敏, 王森

2025,59 (2): 200-207.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.196

摘要 ( 126 )

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PDF(1363KB) ( 276 )

电动汽车用户人为提前结束充电的违约行为易对负荷聚集商及用户自身造成违约损失.因此,考虑违约行为的充放电调度机制至关重要.基于吴氏三维信用理论量化电动汽车用户信用,并从放电深度和充电优先级两个维度修正电动汽车充放电计划;同时,建立考虑区域配电网负荷波动和用户成本的多目标优化模型.以园区为例进行仿真计算,对比分析多种场景下仿真结果及不同违约规模和电动汽车渗透率对所提充放电调度机制的影响.结果表明:基于用户信用指数的充放电调度机制在平抑园区配电网负荷波动和提高用户充电体验上都具有优势,相比未考虑用户执行情况的有序充放电策略,该机制能够更好地适应电动汽车渗透率升高及违约规模扩大的场景.

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考虑省间电力交易输电费用的区域电网现货市场出清定价模型

顾慧杰, 董成, 何锡祺, 胡荣, 张洪略, 文兆新

2025,59 (2): 208-220.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.295

摘要 ( 158 )

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PDF(4052KB) ( 560 )

在区域电力现货市场中,通常用物理联络线通道的输电价格和传输电量的乘积计算省间输电电量费用,但该方法不能有效应对省间电力交易对应不同输电价格的情况.为此,首先分析省间电力交易对区域电力现货出清产生的影响,并提出对应的省间电力交易优化机制、省间电力交易网损处理机制、省间电力交易输电费用处理机制、省间电力交易与物理联络线通道潮流匹配方法、点对网电力交易匹配机制.以此为基础,结合区域电力现货出清标准化模型,提出考虑省间电力交易输电费用的区域电网现货出清定价模型,并推导出不同省级电网系统边际价格存在的数学关系.采用所提出清定价模型能够实现资源最优配置;同时,能有效激励市场主体合理竞价.最后,利用具体算例验证了所提模型的正确性和有效性.

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基于功率预测精度提升和市场交易的平抑新能源出力波动策略

梁以恒, 杨冬梅, 刘刚, 叶闻杰, 杨翼泽, 钱涛, 胡秦然

2025,59 (2): 221-229.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.312

摘要 ( 114 )

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PDF(3161KB) ( 16 )

新能源的不确定性导致功率预测误差,造成新能源发电商因投标电量存在偏差而产生弃风损失和偏差惩罚.提出基于特征约束的多层感知机(MLP)功率预测算法结合储能双边交易提供电量支撑,降低投标偏差.首先,通过改进网络结构和自适应学习提高MLP隐含层关联度,加强对输入数据非线性规则的表征能力,提高功率预测精度.其次,提出新能源发电商与储能商在进入日前市场之前进行双边交易的模式,进一步降低因功率预测误差引起的偏差惩罚和弃风损失.最后,算例证明基于特征约束的MLP有效提高新能源功率预测精度,并且通过与储能商双边交易,有效提高新能源发电商的总体收益.

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基于线电压馈入的配电网故障消弧与故障检测方法

许洪华, 刘宝稳, 许自强, 刘德林, 于宝淇

2025,59 (2): 230-241.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.216

摘要 ( 94 )

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为了提高降压消弧装置的可靠性和便捷性,提出基于线电压串调制阻尼接地的零序电压灵活调控方法,并研究其在故障消弧与馈线保护中的应用.首先,利用配电网线电压不受单相接地故障影响的优势,提出采用隔离变压器、消弧线圈等传统无源设备的有源接地装置替代方案,具有灵活调控零序电压幅值和相位的优势;然后,论证配电网分布参数不对称对有源消弧的影响,提出基于无源装置的基波电流全补偿的消弧控制方法;其次,提出线电压接入的故障相电压稳定抬升方法,有效提升高阻故障的检测灵敏度;最后,分析接入线电压和调制阻尼的优化选择方案,给出配网故障消弧与馈线保护综合控制方案,并利用仿真实验证实有效性.实际应用中,仅需把选定的线电压经隔离变压器接入中性点,并与阻感式调制阻尼相配合,可有效降低设备成本,提高设备可靠性和控制便捷性,为配电网接地故障馈线保护和零残流故障消弧提供新方案.

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基于准比例谐振控制的模块化多电平矩阵变换器环流抑制策略

姜亚峰, 李仪博, 吴秋伟, 刘沈全, 吴小丹, 周前

2025,59 (2): 242-251.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.193

摘要 ( 80 )

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模块化多电平矩阵变换器(M³C)是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节,所以不同频率的电气量在M³C内部直接耦合,导致M³C内部出现非常复杂的谐波,造成子模块均压困难,影响M³C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振(PR)控制器的闭环控制策略,实现对M³C内部环流的抑制.首先,研究稳态时子模块电容纹波电压,详细分析子模块纹波电压与开关函数耦合产生谐波电流的机理,推导谐波环流的解析式,指出抑制环流的必要性.然后,针对4种频率成分的谐波环流设计并联的准PR环流抑制器,在抑制环流的同时减少桥臂电流的畸变,保障桥臂间电容电压均衡并且具备良好的动态性能.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过仿真验证控制策略的有效性.

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无变压器型统一电能质量调节器多工况电能质量综合治理技术

傅哲, 张琦, 刘杨, 万伯豪, 王婷, 孙艳飞

2025,59 (2): 252-265.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.281

摘要 ( 155 )

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PDF(4882KB) ( 397 )

针对由电力电子负荷所导致的配电网电能质量问题,提出一种基于两桥臂拓扑的无变压器型统一电能质量调节器(TLTT-UPQC),在克服现有统一电能质量调节器(UPQC)中工频变压器体积、质量与磁饱和缺陷的基础上,能以轻量化、高灵活性形式实现对配电网电能质量的改善,满足负荷高质量用电需求.首先,从电路拓扑角度分析TLTT-UPQC的工作原理;其次,结合理论分析研究电网电压跌落、升高、畸变及阻感性、非线性负荷等工况场景下多种电能质量治理功能的运行机理,并以此为依据设计系统的控制策略;最后,搭建基于MATLAB的系统仿真模型,并通过仿真结果验证TLTT-UPQC的多功能运行性能.

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基于集成学习和卷积神经网络的电网客服短期话务量预测

覃浩, 苏立伟, 伍广斌, 蒋崇颖, 徐智鹏, 康峰, 谭火超, 张勇军

2025,59 (2): 266-273.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.383

摘要 ( 129 )

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PDF(1827KB) ( 295 )

现代供电服务体系对用电客户服务的服务质量提出更高要求,精准的供电服务话务量预测不仅可以提高用电客户服务质量,还能有效降低客服人员成本.为此,基于集成学习和卷积神经网络提出一种电网短期话务量预测方法.首先,采用孤立森林算法进行异常数据识别,建立拉格朗日插值函数对异常数据或缺失数据进行修补;其次,利用层次分析法量化用户信息、气象信息和停电信息,采用灰色关联法分析话务量的影响因子,将影响因子作为话务量预测模型输入;然后,构建自适应增强(Adaboost)算法集成多个卷积神经网络(CNN)模型,提出一种Adaboost-CNN的话务量预测模型;最后,考虑供电服务系统增值服务,对预测结果进行修正,得到最终的话务量预测值.算例分析表明,所提预测模型较单一预测模型误差平均减少11.05个百分点、较组合预测模型误差平均减少5.32个百分点,具有更好的预测精度.

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基于自适应特征增强和融合的舰载机着舰拉制状态识别

王可, 刘奕阳, 杨杰, 鲁爱国, 李哲, 徐明亮

2025,59 (2): 274-282.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.263

摘要 ( 51 )

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拉制状态识别能辅助着舰信号官及时准确地形成后续指挥决策,是舰载机着舰引导的重要环节.提出一种基于自适应特征增强和融合的拉制状态识别方法,包含基于注意力机制的特征增强模块,通过分割特征图、串联空间域和通道域增强视觉表征能力;利用多尺度特征融合模块,将高分辨率浅层特征与语义信息丰富的深层特征进行融合,充分利用上下文语义信息.基于所提方法,设计基于可穿戴增强现实设备的着舰拉制状态识别原型系统;构建着舰作业虚实融合数据集以评估方法性能.结果表明,所提算法综合性能优于基线算法,能满足拉制状态识别的应用需求.

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基于欠完备字典重构的无监督织物疵点检测方法

刘建欣, 潘如如, 周建

2025,59 (2): 283-292.
doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.205

摘要 ( 137 )

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针对当前自动织物检测方法大多仍需人工挑选训练集而无法实现无监督学习的问题,提出使用中值稳健扩展局部二值模式(MRELBP)特征的无疵图像筛选方法与欠完备字典重构疵点检测方法,实现自动无监督疵点检测,并采用自适应字典大小搜索算法,自动选取合适字典大小.算法首先对织物样本进行无疵图像的自动筛选,然后使用K-SVD算法将筛选后的正常图像块作为训练集获取欠完备字典,最后将通过计算重构后的结构相似性指标(SSIM)作为阈值进行疵点检测.在334张含有经向、纬向、块状疵点的平纹白坯布上进行实验,与使用残差分割疵点的K-SVD方法相比,正检率平均提升21.81%,误检率平均降低0.72%,每张图像的检测速率平均提升50%,在AITEX数据集上取得了平均83.29%的正检率,证明了本算法的有效性.

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