最新刊期
2025年第49卷第17期
- 摘要：新型电力系统以构建高比例新能源供给消纳体系为主线任务，其源网荷储的运行规律与气象变化紧密关联，电网运行调度、规划设计、防灾减灾等环节均需考虑天气的影响，电力与气象两个学科的融合发展成为必然。然而，从目前来看，鲜有研究对面向新型电力系统的数值天气预报关键技术及其应用进行系统性梳理。对此，首先围绕气象观测、质量控制、资料同化、数值模式4个方面,总结了数值天气预报的关键技术；然后，从源荷功率预测、风光资源评估、电网灾害预警3个方面综述了数值气象的典型应用场景及应用方式；最后，分析了新型电力系统对数值天气预报准确性、时效性和精细度方面的独特需求，探讨了数值天气预报技术在满足电力需求上存在的不足以及在需求驱动下关键技术提升之间的矛盾和促进关系，并在数据、模式和平台建设层面对未来电力与气象学科融合发展的重点研究方向进行了展望。关键词：新型电力系统;数值天气预报;气象;应用场景3|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：随着“双碳”目标的推进，以分布式光伏、分散式风电为代表的可再生能源发电大规模并网，为配电网规划运行工作带来巨大挑战，配电网的分布式发电承载能力受到越来越多的关注。为此，文中针对国内外相应评估方法及其提升措施的研究现状进行综述，并展望未来研究重点。首先，介绍了分布式发电承载能力的影响因素，并描述了其典型刻画方法。其次，分别针对在相关研究中影响承载能力的网侧不确定性与源荷不确定性进行成果分析和总结。然后，从机理出发，归纳了源、网、荷、储各类主动管理措施在提升承载能力方面的相关成果。最后，针对承载能力评估中的多目标协同、多馈线互联、多层级协同三方面进行展望。关键词：配电网;分布式发电;承载能力;不确定性;评估4|0|0更新时间：2025-09-25
综述·观点
- 摘要：分频输电通过降低频率以提高线路输送能力，为大规模、远距离海上风电送出提供了新的选择。针对高比例可再生能源、高比例电力电子化设备对系统谐振稳定性、可靠性的影响和贴近实际工程需求，提出一种海上风电分频送出规划方法。该方法综合考虑经济性、谐振稳定性、可靠性来规划海上风电分频并网方案。首先，介绍海上风电分频送出系统及陆上工频电网规划模型、谐振稳定性评估模型和运行可靠性评估模型。其次，以中国沿海某地区海上风电开发为案例，规划风电送出及陆上电网扩建方案，开展工程校验。进一步，对比工频交流、柔性直流、分频输电3种方式的技术经济性并进行方案优选。结果表明，案例场景下，分频输电的技术经济性具有一定优势。关键词：海上风电;分频输电;电网规划;谐振稳定性;可靠性5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为提高基于二极管整流单元(DRU)的高压直流输电系统在海上风电送出场景下的可靠性与经济性，构网(GFM)-跟网(GFL)混合型风电场逐渐受到关注。针对风电场中GFM-GFL混合型风电机组(WT)的容量配置问题，首先，论证了GFL型风电场经DRU并网系统的平衡点存在性以及小扰动稳定性，并指出电压/频率波动大是其主要矛盾；然后，分析了GFM-GFL混合型风电场经DRU并网系统的运行特性，并阐释了GFM型WT稳定系统电压/频率的机制；进一步，分别提出了考虑静态稳定和小扰动稳定约束的GFM型WT与DRU无功补偿联合配置方法；最后，通过基于PSCAD/EMTDC的时域仿真模型验证了所提配置方案的有效性和可行域边界的准确性。关键词：海上风电;构网型风机;跟网型风机;二极管整流单元;高压直流输电;容量配置3|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：当前柔性直流(VSC-HVDC)输电系统已逐渐成为大规模远海风电集群并网的主要方式之一。然而，由于换流站与高压直流海缆等建设成本高昂的问题，海上VSC-HVDC系统的经济并网规划一直是海上风电集群并网规划的核心问题之一。考虑到风电功率波动导致海上传输系统设备利用率不高，大规模海上风电并网下陆上电网因外送能力不足而导致海上风电弃风的现象逐渐凸显，以及电压源型换流站灵活有功-无功控制能力等，构建了一种融合“N+”原则与多回直流并网下公共耦合点有功-无功灵活运行域的海上风电场集群VSC-HVDC系统双层嵌套并网规划模型，通过对“N+”原则下的设备选型与海上VSC-HVDC系统换流站选址定容及拓扑的优化，从节省VSC-HVDC系统并网投资成本与改善陆上电网对海上风电消纳能量两方面，实现海上风电集群全寿命周期收益最优。关键词：海上风电;柔性直流;并网规划;选址定容;陆上电网4|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：当海上风电-柔直并网工程与常规直流工程受端落点距离相近时，将形成混合多馈入直流输电系统，而该类系统的谐振特性尚不清楚。为此，文中基于广义平均理论开发了电网换相换流器和模块化多电平换流器的传递函数计算模型。在此基础上，采用考虑频变分布特性的长距离直流输电线路谐波阻抗模型，依托实际工程的典型控制结构和实例参数，建立了海上风电-柔直与常规直流混合馈入系统的线性化频域模型。然后，推导出刻画系统稳定性的单输入-单输出等效交流导纳，并分析了系统的潜在谐振问题，探究了海上风电-柔直与常规直流送端系统、柔直换流站和常规直流换流站间的控制器交互影响，以及直流功率、联络线长度、换流站无功出力等对系统稳定性特征的影响。最后，提出一种基于交流电流反馈的阻抗重塑策略，并在PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真模型中验证了所提控制器的有效性。关键词：海上风电;基于模块化多电平换流器的高压直流;混合多馈入系统;谐振;阻抗重塑;稳定性;广义平均理论3|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：海上风电多端柔性直流输电系统可实现多电源供电和多落点送电，在陆上通过直流架空线送至负荷中心以提高沿海地区输电走廊利用率，是未来大规模远海风电并网的高效经济方案。文中介绍了海上风电多端柔性直流输电系统的拓扑结构和主设备配置方案，从可靠性、经济性和灵活性角度对该方案进行了系统适应性介绍。针对系统的直流架空线路故障、永久故障以及中性线故障，充分发挥直流断路器、半桥子模块换流器、快速开关和交流开关的技术特点，结合各故障特性给出了详细的故障处理方案，以实现系统的快速直流故障隔离和恢复。基于PSCAD/EMTDC 仿真平台，搭建了5端双极海上风电并网系统，通过稳态运行以及各直流故障验证了所提方案的可行性。关键词：海上风电;柔性直流输电;直流故障;架空线路;直流断路器;半桥子模块换流器;快速开关;交流开关5|0|0更新时间：2025-09-25
海上风电系统关键技术
- 摘要：为克服分时交易时空价值观的局限性，电力互替品市场提出电能双重价值理论，分别通过互替电量量化生产使用价值和调节电量量化电力电量平衡价值。文中聚焦于“调量双边协商-替量集中竞价”的协商竞价模式，系统研究日前现货市场的运行流程、调量双边协商及替量集中竞价的具体交易方法。首先，介绍了协商竞价模式下电力互替品日前现货市场总体运行流程及各环节间的关系。其次，针对电能生产商通过改变初始出力曲线和购买调节需求曲线形成电力互替品的两个阶段，分别提出“联盟”与“调量云”两种调量双边交易模式。然后，针对替量集中交易过程，提出了市场主体的标准报价形式，建立了替量市场的出清模型，引入了替量微增率概念，提出了替量市场出清模型达到最优解的判定准则——等替量微增率准则，并给出了替量市场结算方法。最后，针对当前电力市场频繁出现的负电价现象，对高比例新能源接入的场景进行测试分析。算例不仅展示了协商竞价模式下电力互替品日前市场的运行流程，还表明所提竞价模式可有效克服分时交易“价格信号失灵”的不足，具有价格信号引导精准、机制透明轻量等优点。关键词：电力市场;电力互替品;协商竞价;出清;替量微增率;负电价6|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：考虑运行方式和故障位置的电力系统动态安全评估(DSA)需要海量训练样本，且评估模型结构复杂，存在训练成本高昂和在线更新困难等问题。为解决上述问题，提出一种电力系统动态安全分区评估及模型增量更新方法，降低评估模型复杂度，实现无灾难性遗忘的模型在线增量更新。首先，构建电气坐标作为节点位置特征，引入切比雪夫距离度量节点位置特征间差异，并基于空间约束均值偏移（SCMS）聚类算法进行电网自适应分区。然后，提取运行方式和故障位置特征，将切比雪夫距离嵌入双隐层径向基神经网络（RBFNN），针对不同区域故障位置分别构建分区评估模型。最后，提出模型在线增量更新方法，避免模型更新过程中的灾难性遗忘问题。以中国某省级电网暂态功角稳定评估为应用场景，验证了所提方法的有效性。关键词：动态安全评估;分区;电气坐标;切比雪夫距离;神经网络5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：作为一种新型调相机设备，储能型双馈调相机(ESDFC)不仅具备同步调相机的强电压支撑能力，而且可充分利用转子储能改善频率响应特性，为高比例新能源接入电力系统的安全稳定运行提供支撑。首先，针对当前有功型虚拟惯量控制方法难以兼顾储能型双馈调相机稳态定速运行、暂态惯量支撑及转速自恢复的问题，提出一种基于频率-转速下垂控制的惯量支撑方法，并阐明了频率扰动期间的转速调节过程。然后，通过小信号建模对不同控制参数下的等效惯量进行评估，构建了并网系统频率响应模型，并采用特征值法对小干扰稳定性进行分析，据此讨论了主要控制参数的选取原则。最后，通过新能源场站并网仿真算例验证了所提惯量控制策略对频率支撑的有效性。关键词：储能;调相机;频率响应;转速;下垂控制;惯量;稳定性5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：电动机参与快速频率响应(FFR)是提高独立微电网频率稳定性的重要措施之一。然而，现有电机调频方法在面对频率扰动时，其功率输出往往在初期达到理论最大值后逐渐下降，限制了对系统频率恢复的支持能力。此外，电机转速恢复与系统频率之间的协调至关重要。若电机转速恢复过快，可能会加剧功率波动，增加一次调频的负担，甚至引发频率二次跌落。相反，若电机转速恢复过慢，则会影响电机在FFR中的作用效果。因此，在设计控制策略时，必须充分考虑系统频率与电机转速之间的协调，以确保FFR的高效执行。为此，提出基于模型预测控制(MPC)的电动机FFR控制方法。分析了FFR控制的要求，据此采用一种可以使电机快速准确跟踪FFR功率指令的方法，提出系统频率与电机转速恢复相协调的控制策略，设计了能够快速求解最优控制指令的MPC控制器，实现电机整个FFR过程的优化控制。最后，基于独立微电网实时仿真模型开展仿真实验，结果表明所提方法可改善电机FFR作用效果，提高微电网频率稳定性。关键词：微电网;柔性负荷;电动机;快速频率响应;模型预测控制;调频;稳定4|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：传统调制模型预测电压控制在面对LC滤波型逆变器系统内参数的不确定性和各类扰动时，通常难以保证输出电压的稳定性和精确性，尤其是在参数失配情况下，控制性能显著下降。为了解决该问题，文中提出一种基于龙伯格观测器的调制无模型预测电压控制(LO-M2FPVC)策略，消除了系统扰动对调制预测计算的影响，保证了逆变器输出电压控制的鲁棒性。首先，建立了逆变器无参数龙伯格观测器，对LC滤波型逆变器内部的参数变化及其他外部扰动进行精确识别；然后，将观测的扰动信息纳入调制预测运算中，消除了扰动对调制预测中各电压矢量作用时间计算的影响；最后，搭建了LC滤波型逆变器实验平台，验证了所提LO-M2FPVC策略的有效性。关键词：逆变器;模型预测电压控制;无模型预测电压控制;龙伯格观测器;调制预测;参数鲁棒性6|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：受限于自身供能形式与单一端口并网架构，既有自供能型应急车的持续供电能力不足、能耗高、容量配置冗余与运行经济效益差等问题突出。为此，首先，对既有应急车进行并网端口扩展，设计了具备“自供+转供”能力的移动式储能型互联装置(ESV-SOP)，并建立其多种工作模式的数学模型及其约束。然后，提出了计及配电网正常-故障联合工况下的ESV-SOP双层优化配置模型。在ESV-SOP最优参数配置层，综合考虑设备投资、配电网正常和故障工况运行成本，通过粒子群算法迭代确定最优数量、端口容量和储能电池容量；在多场景联合经济运行层，基于信息熵理论生成的典型故障场景构建ESV-SOP在配电网正常和故障工况下的联合调度策略。最后，基于IEEE 33节点系统对所提ESV-SOP双层优化配置方法的有效性与优越性进行验证。结果表明，ESV-SOP可发挥自身潮流调控和负荷支撑作用，提高配电网运行的经济性与可靠性。关键词：配电网;移动储能;智能软开关;配置方法;应急管控;经济性4|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：近年来,频发的台风、暴雨、内涝复合灾害（简称“风涝复合灾害”）对沿海城市配电网供电安全构成严重威胁。在此背景下，如何在灾害前后合理调配恢复资源以提高配电网弹性至关重要。因此，文中提出一种基于恢复资源灾前部署和灾后调度的配电网弹性提升方法，实现风涝复合灾害下排水工作、电力抢修和移动储能调度的有效协作。首先，针对风涝复合灾害对配电网与交通网的影响，建立了风涝复合灾害下配电网-交通网受损模型；其次，基于多种恢复资源自身特点与协同作用，提出多资源灾前部署及灾后协同恢复统一模型；然后，联合考虑灾前部署方案与灾后恢复策略，设计了风涝复合灾害下可实现灾前-灾后联动的配电网两阶段应急恢复框架；最后，通过配电网与交通网耦合算例，验证了所提恢复资源灾前部署及灾后调度方法的有效性。关键词：台风;内涝;灾害;多资源协同;弹性;配电网;交通网;恢复资源;移动储能5|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：为快速、准确分析新能源出力不确定性和负荷波动随机性对交直流电力系统潮流分布的影响，提出一种求解全纯嵌入交直流概率潮流的稀疏多项式混沌展开(SPCE)方法。首先，构建交直流电力系统全纯嵌入潮流模型。然后，依据负荷预测误差和新能源出力预测误差的概率分布类型，选择合理基函数构建对应的多项式混沌展开表达式，根据全纯嵌入潮流模型中待求状态变量与随机输入变量间的映射关系，将待求状态变量的概率分布以多项式混沌展开的形式表示，进而将待求状态变量的求解问题转化为对待求状态变量的多项式混沌展开式中基函数系数的求解问题。进一步，借助前向-后向选择方法稀疏重构待求状态变量的多项式混沌展开式，保留展开式中对潮流计算结果影响大的基函数，减少待求基函数系数数量，进而仅根据少量确定性潮流样本即可求解基函数系数，获得采用SPCE表征系统潮流分布的概率特征。最后，通过修改的IEEE 14节点和IEEE 118节点交直流测试系统验证了所提方法的准确性和有效性。关键词：概率潮流;多项式混沌展开;交直流电力系统;新能源4|0|0更新时间：2025-09-25
学术研究
- 摘要：随着风电、光伏等新能源变流器接口电源的大规模接入，电网的等效惯量水平降低，稳定性问题愈发严重。为提高弱电网下系统的主动支撑能力，针对基于开绕组电励磁同步电机(OW-WFSM)接口的并网系统拓扑结构，分析了变流器、电机和电网三者矢量关系。根据所构建的系统电压矢量三角形，将OW-WFSM和变流器作为一个整体，提出了一种基于OW-WFSM接口的新能源并网系统新型下垂控制策略。所提策略根据功率因数角与变流器相位和幅值的矢量关系、视在功率与OW-WFSM内电势的矢量关系分别进行下垂控制，并在控制环中附加功率运行区间扩展环节，以实现新能源并网系统功率全范围稳定运行。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。关键词：新能源;主动支撑;开绕组电励磁同步电机;电压矢量三角形;下垂控制;变流器;惯量4|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：不平衡电网工况下，新能源电站需要输出负序电流以支撑电网电压。中高压场景级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)已在新能源电站得到广泛应用。由于缺少公共直流母线，级联H桥STATCOM输出负序电流能力有限。为了提高级联H桥STATCOM负序电流补偿能力，文中通过解开三相级联H桥公共端，插入三相两电平拓扑，组成混合级联STATCOM，利用两电平拓扑具备的三相不平衡有功功率输出能力，拓展其负序电流补偿范围。首先，分析了不平衡电网下混合级联STATCOM不平衡有功功率与负序电流的关系，并在级联H桥和两电平电路上分别叠加2种负序电压分量，实现级联H桥不平衡有功功率的转移和混合级联STATCOM的负序电流控制。其次，通过构建2个负序电压分量和混合级联STATCOM负序电流补偿容量间的约束关系，计算了不平衡电网工况下混合级联STATCOM的负序电流补偿范围。仿真与实验结果验证了所提负序电流控制策略的可行性。关键词：静止同步补偿器;负序电流;负序电压;级联H桥;混合拓扑;相间均压4|0|0更新时间：2025-09-25
- 摘要：随着电力电子技术在新能源和电动汽车领域的广泛应用，其动态特性对系统性能的影响日益显著，传统基于理想开关模型的实时仿真技术难以满足高精度需求。为此，文中提出一种基于联结神经网络的开关暂态建模与仿真方法，结合系统级与暂态模型的协同建模策略，通过引入时间节点联结机制增强模型的时间序列预测能力。系统级采用伴随离散电路模型与节点分析法进行电路网络求解，暂态模型利用数据驱动方式构建联结神经网络模型，以精确描述开关器件暂态过程。在自主搭建的现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台上实现了实时仿真系统，通过双向升降压变换器和三相逆变器的实时仿真算例进行验证，实验分别采用不同的开关器件。通过与离线仿真结果对比表明，该暂态模型和实时仿真方法在多拓扑和多工况下均具有较高的精度和稳定性。关键词：电力电子开关;暂态模型;实时仿真;现场可编程门阵列;神经网络5|0|0更新时间：2025-09-25
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