评估多元功率波形集成波动特性的幅-序解耦分析方法

穆钢; 赵聚乐; 严干贵

doi:10.7500/AEPS20240903001

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评估多元功率波形集成波动特性的幅-序解耦分析方法

特约专稿 | 更新时间：2025-06-16

- 评估多元功率波形集成波动特性的幅-序解耦分析方法
- Amplitude-Sequence Decoupling Analysis Method for Evaluating Fluctuation Characteristic of Synthesized Multivariant Power Waveforms
- 电力系统自动化 2025年49卷第10期页码：1-11
- 作者机构：
  
  现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室（东北电力大学），吉林省吉林市 132012
- 作者简介：
  
  穆钢(1957—)，男，通信作者，博士，一级教授，博士生导师，主要研究方向：大规模风电联网与运行分析、电力系统稳定分析。E-mail：mg@neepu.edu
  赵聚乐(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：高比例可再生能源电力系统的功率平衡机制。E-mail：2522341839@qq.com
  严干贵(1971—)，男，博士，二级教授，博士生导师，主要研究方向：电力电子技术及应用、风电/光伏联网运行控制、大规模储能。E-mail：yangg@neepu.edu.cn
- 基金信息：
  
  Key Program of National Natural Science Foundation of China(52337004)
- DOI：10.7500/AEPS20240903001
  中图分类号：
- 纸质出版：2025-05-25
- 稿件说明：
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穆钢,赵聚乐,严干贵.评估多元功率波形集成波动特性的幅-序解耦分析方法[J].电力系统自动化,2025,49(10):1-11.

MU Gang,ZHAO Jule,YAN Gangui.Amplitude-Sequence Decoupling Analysis Method for Evaluating Fluctuation Characteristic of Synthesized Multivariant Power Waveforms[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(10):1-11.
穆钢,赵聚乐,严干贵.评估多元功率波形集成波动特性的幅-序解耦分析方法[J].电力系统自动化,2025,49(10):1-11. DOI： 10.7500/AEPS20240903001.

MU Gang,ZHAO Jule,YAN Gangui.Amplitude-Sequence Decoupling Analysis Method for Evaluating Fluctuation Characteristic of Synthesized Multivariant Power Waveforms[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(10):1-11. DOI： 10.7500/AEPS20240903001.

摘要

高比例可再生能源电力系统是实现“双碳”目标的必然选择。由于风力、光伏发电功率波动幅度大且难以调节，在风电、光伏高占比的未来电力系统中“源随荷动”的功率平衡机制将难以为继，必将转向“主动功率追踪被动功率”的功率平衡机制。作为被动功率的主体，风电、光伏和负荷的功率波形特质各异，时空分布差异明显，分析总被动功率波形的波动特性是实现精准调节能力评估的关键。传统的波形分析方法聚焦于波形中功率值分布特性的研究，难以直接研究波形的时序特征。文中创建了一种新的幅-序解耦波形分析方法，分别用“幅”和“序”两个属性来刻画波形的特性。在此基础上，提出了多元功率波形集成的概念，建立了多元集成功率波形幅-序特性与各元波形幅-序特性间关系的幅-序解耦模型，揭示了元功率波形的幅-序特性对集成功率波形波动特性演变的影响。以多组实际数据为例，验证了所提分析方法的有效性。

Abstract

The power system with high proportion of renewable energy is the unique choice to achieve goals of carbon emission peak and carbon neutrality. Because the wind and photovoltaic power generations are all with large fluctuation range and difficult to be adjusted

the power balance mechanism of “source tracing load” will be no longer applicable in the future power system with high proportion of wind and photovoltaic power

and it will turn into a new power balance mechanism of “active power tracing passive power”. As the main components of the passive power

the power waveforms of wind

photovoltaic and load are multifarious

and the differences of spatio-temporal distribution are obvious. Analyzing the fluctuation characteristics of the total passive power waveform is the key to achieve accurate assessment of adjustment ability. The traditional analysis methods focus on the study of power distribution characteristics of waveforms

which is difficult to directly study the sequential characteristics of power waveforms. An analysis method of amplitude-sequence decoupled waveform is proposed

which characterizes the waveform through two attributes: “amplitude” and “sequence”. On this basis

the concept of the synthesized multivariant power waveforms is proposed

and an amplitude-sequence decoupling model is established for the relationship between the amplitude-sequence characteristics of synthesized multivariant power waveforms and the amplitude-sequence characteristics of each component waveform

which reveals the influences of the amplitude-sequence characteristics of the component waveform on the fluctuation characteristic evolution of the synthesized power waveform. The validity of the method is verified by a set of actual data.

关键词

Keywords

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