半月刊

ISSN 1000-1026

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    • 电力行业是中国煤炭消耗和碳排放最大的单一行业。实时、准确、全面的计量电力碳排放是挖掘电力碳减排潜力、引导电力用户互动减碳的基础与前提,也是支撑碳市场的数据基础。为此,以联合国气候变化公约提出的“可测量、可报告、可核实”的“三可”原则为基本设计理念,基于电力系统碳排放流分析理论,提出了电力系统全环节碳计量方法,实现电力系统源、网、荷三侧电碳信息的“分钟级”实时碳计量和“用户级”精细碳计量。在此基础上,设计了电力系统全环节碳计量系统,介绍了电力碳表系统的基本概念和实现形式。基于中国江苏常州市的实际系统运行数据和负荷数据开展了仿真验证,仿真结果验证了所提方法的有效性。最后,对电力能源系统碳计量领域需要进一步研究的关键问题进行了展望。
    • 随着新能源并网规模不断扩大,能源形式更加灵活多变,电力系统调度运行面临新的挑战。随着系统复杂度和不确定性增加,传统基于物理模型的优化方法难以建立精确的模型进行实时快速求解,而深度强化学习(DRL)可以从历史经验中自适应地学习调度策略并实时决策,避免了复杂的建模过程,以数据驱动的方式应对更高的不确定性和复杂度。文中首先介绍了新型电力系统调度运行问题;然后,介绍了DRL原理及其分类算法;接着,分析了各类DRL算法在求解新型电力系统调度决策问题时的优势与劣势;最后,对需进一步研究的方向进行了展望。
    • 为了促进海上风电并网消纳并提高沿海含电转气(P2G)工业园区运行能效,文中提出了一种考虑综合需求响应和能量梯级利用的含P2G综合能源系统优化调度方法。首先,构建含P2G综合能源系统架构。其次,针对系统风电消纳问题,提出多能负荷削减转移与能源耦合转换相结合的综合需求响应模型。然后,针对系统能效较低的问题,挖掘系统能量耦合及梯级利用关系,建立含P2G的各能量耦合设备的梯级利用模型,结合氢能实际使用需求,实现氢能高品位使用。最后,计及风电出力预测误差,以系统运行成本最小为目标,采用综合能源利用率及碳排放量为量化指标,构建综合能源系统随机优化调度模型。仿真算例验证了所提方法的有效性。
    • 可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术,具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地应用,在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中梳理了电力系统XAI的历史脉络、发展需求及热点技术,总结了XAI在源荷预测、运行控制、故障诊断、电力市场等方面的电力应用,并围绕解释含义、迭代框架、数模融合等方面展望了电力系统XAI的应用前景,可为推动电力系统智能化转型与人机交互迭代提供理论参考与实践思路。
    • “碳达峰?碳中和”目标下,中国将建立以风、光等新能源为主体的新型电力系统。随着能源结构和系统形态的改变,电力系统供需双侧的不确定性将显著增强,供需失配等系统风险将愈发突出。准确评估系统风险水平对新型电力系统的规划和运行都具有重要意义。文中分析了新型电力系统的典型风险特征,论述了一套适用于新型电力系统的风险评估理论体系。首先,梳理了描述系统风险的三级风险指标体系,涵盖了供需失配的上行和下行风险以及碳排放相关的风险;然后,总结了体现新型电力系统风险特征的风险评估方法,在状态产生环节刻画多源风险因素,在状态分析环节计算多级风险指标;最后,探讨了与风险评估有机融合的系统薄弱环节辨识方法,为风险预控提供量化决策依据。
    • 电网中新能源渗透率的提升导致电力系统在局部时段灵活性严重不足。针对现有处理电力系统灵活性和供需不确定性过于保守或冒险的问题,提出一种数据驱动的分布鲁棒优化调度模型。首先,考虑风光出力的时空相关性,基于Copula理论构建出力集合。结合场景法与区间法对电力系统灵活性需求进行量化,引入灵活调节因子表征各类资源参与灵活性调节的能力,建立灵活性供需平衡约束。其次,考虑电动汽车等需求侧资源的灵活性供给能力,以灵活性资源运行成本与电网灵活性缺额惩罚成本最优作为目标函数,建立数据驱动的两阶段分布鲁棒模型。为降低保守性,采用综合范数对其概率分布进行约束,减小了灵活性需求出现极端情况的概率。针对两阶段鲁棒模型求解问题,利用零和博弈思想将模型解耦为主问题和子问题,采用列与约束生成算法进行迭代求解。最后,仿真算例表明,所提模型相比于传统不确定性模型对提高电力系统灵活性裕度与经济性具有积极作用。
    • 作为一种与电能互补的二次能源载体,氢能有望在未来低碳能源系统中发挥关键作用。为探究新型电力系统背景下的氢经济,文中聚焦耦合电力与其他能源领域的关键环节——电制氢技术,对其进行技术经济分析与应用前景展望。首先,从技术发展水平、能源系统中的应用两个角度综述国内外电制氢技术研究现状;然后,建立电制氢经济模型,基于新型电力系统技术特征开展新型电力系统背景下的电制氢技术经济分析;最后,从各地氢能发展政策、终端氢需求潜力及对新型电力系统的支撑作用3个方面对电制氢技术进行应用前景展望。
    • 新型电力系统下,能源消费模式逐渐多样化,用户用电行为特征更加多元与复杂,增加了电力系统负荷精准预测的难度。聚焦新型电力系统环境下的多元用户侧的柔性负荷资源,总结并分析了现有的多元用户的用电特征建模技术和用电负荷预测技术。首先,从多源数据采集与预处理、用电特征提取、用户群体分类、关联因素分析4个环节对多元用户的用电特征建模技术进行归纳分析,总结了技术发展现状及存在问题。其次,分析了考虑需求响应的用电负荷预测发展趋势,并从多元用户侧的荷性可调资源和源性负荷资源两个方面对用电负荷预测技术进行了归纳分析,总结了多种类型用电负荷预测的研究思路。最后,讨论了新型电力系统下多元用户用电特征建模与用电负荷预测研究所面临的挑战,并结合新型电力系统和人工智能方法的特点,给出了参考性的建议与展望。
    • 随着“双碳”政策的推进与新型电力系统建设的深化,以分布式光伏与电动汽车为代表的新型源荷发展迅速,占比达到新高度。新型源荷功率的波动性和随机性对配电网的安全运行和灵活性提出了新的要求和挑战。针对柔性配电网建设的多样性、差异化特点,剖析了配电网各层级对交直流互联的需求,介绍了其在低压台区内实现源荷高效接入、低压台区间互联实现功率转移与故障支援、中压馈线实现供电能力与灵活性提升、区域层面实现新型源荷“大时空”匹配与区域间的互联互济4个层次的核心作用和研究进展。围绕交直流混合配电系统结构、优化规划、运行控制和故障恢复,对未来交直流混合配电系统的技术发展方向进行了展望。
    • 构建新型电力系统是中国国家能源战略的重要发展方向,保障新型电力系统的网络安全意义重大。首先,文中深入分析了新型电力系统环境下电源结构、电网形态、业务模式、技术基础等方面的变化引入的网络安全风险。其次,结合现有的网络安全防护措施,从可信接入、智能感知、精准防护、联动响应等方面提出面向新型电力系统的网络安全防护需求。最后,对未来新型电力系统网络安全关键技术涉及的接入安全、内生安全、数据安全、通信安全、安全评估与仿真验证等重点研究应用方向进行探讨和展望。
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      全选
      • 王伟, 周少泽, 黄萌, 艾诚, 李奕曈, 韦徵, 郑玉平

        优先出版日期:2024-12-04  DOI: 10.7500/AEPS20240531001

        摘要:为支撑新能源高效利用和电力保供,构网型技术在电力系统不同应用场景中已获得初步探索实践。为促进构网型技术的规模化应用,文中探讨了构网型技术在新型电力系统中的功能定位和应用发展方向。通过梳理构网型技术的演进历程,以及国内外现有的标准和规范,分析了构网型技术发展的内在驱动需求,明晰了不同形态电网场景下构网型技术的功能定位;最后,从静、动、暂态的稳定性分析等维度,剖析了构网型技术当前面临的挑战,并对其大规模应用所需解决的问题进行了展望。

      • 彭子豪, 肖凡, 涂春鸣, 郭祺, 谢伟杰, 汪清

        优先出版日期:2024-12-03  DOI: 10.7500/AEPS20240417008

        摘要:配电网源侧电压跌落将导致下垂并网逆变器暂态失稳,随之而来的传统无检重合闸又会带来过电流问题,逆变器安全运行面临巨大挑战。文中针对配电网源侧电压跌落时下垂逆变器暂态功角失稳和过电流问题,以及传统无检自动重合闸时产生冲击电流问题,提出一种故障暂态全周期的下垂逆变器优化控制方法。该方法有效提高了逆变器并网运行稳定性,减小重合闸时冲击电流实现平滑并网。首先,分析了故障期间逆变器暂态特性及重合闸瞬时过电压与高压侧断路器两侧电压幅值、相角和频率偏差之间的规律。其次,在电压跌落阶段,根据下垂逆变器有功功率关于并网点电压输出特性和无功功率对线路电流幅值影响关系,结合实际工况动态调整逆变器功率参考值,控制故障前后暂态功角稳定,限制逆变器输出电流在安全阈值;在重合闸过渡阶段,引入频率-相角综合调节机制来减小电压频率差和相角差,相比于现有并网控制机制减少了指令计算环节比例-积分(PI)控制器的数量,极大地缩短了准同期所需时间。最后,结合仿真与实验结果,证明了理论分析与所提方法的正确性。

      • 常康, 薛禹胜, 郁琛, 薛峰

        优先出版日期:2024-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20240520003

        摘要:针对灾种孤立分析难以适应电网复杂外部环境时变性与耦合性的问题,系列论文的首篇建立了基于整体还原论(WRT)的灾害综合分析框架。作为续篇,文中提出了一种基于灾害综合分析的输电线路故障率在线评估算法。首先,根据气象灾害态势时间序列的粗粒化特征,对复合灾害状态和趋势进行分类编码。其次,通过划分复合灾害区、复合地理特征区、复合灾害与地理特征重叠区,提出线路段粒度自适应划分方法。然后,根据“离线按分类特征优化、在线按实际灾情执行”的机制,评估每类复合灾害态势下每个线路段的故障率,再将复合灾害的致灾过程看作一个整体,聚合线路段故障率得到每条线路的故障率时间序列。最后,以中国某省实际电网运行数据为例,验证了所提方法的有效性。

      • 何佳伟, 周博昊, 李斌, 闫旭, 李岩, 曹润彬

        优先出版日期:2024-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20240523004

        摘要:故障等值建模是系统级响应特性计算的基础。然而,现有研究较少涉及构网型换流器的故障等值建模。传统针对跟网型电力电子设备接入交流电网的短路电流计算方法,在柔直构网系统中容易出现结果失稳发散的问题。因此,文中考虑构网型柔直换流器的电压-频率构网控制策略、主动降压策略以及跟网型新能源的低压穿越控制策略,推导并建立了不同类型电力电子设备的故障等值模型。基于此,考虑不同电力电子设备电压源、电流源等值模型的频繁切换,提出了一种适用于柔直构网新能源送端系统的全网链式迭代故障响应特性计算方法,实现了短路电流计算的快速可靠收敛。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了柔直构网新能源送端系统仿真模型,以进行多种故障类型和影响因素的大量仿真测试,充分验证了所提计算方法的可行性、精确性和优越性。

      • 黄师禹, 朱林, 胡永浩, 陈乐柯, 管霖

        优先出版日期:2024-11-29  DOI: 10.7500/AEPS20240109002

        摘要:文中提出了一种风电场动态等值建模方法。核心思路是将风电场对象的物理特征分析与数据分析进行有效融合,构建出反映风电场暂态特性的数据特征,并针对风电暂态波动多变特征提出基于形状的距离的分群聚类算法,从而实现场站内具有相似动态风电机组的分群等值。首先,围绕风电场多时空尺度特征展开物理特性分析,提出反映风电场站动态特性的核心因素集合;其次,针对核心因素多且存在相关性这一问题,采用降噪自编码器算法来对核心因素集合进行降维,去除冗余信息后构建数据特征;然后,引入基于形状的距离度量的聚类算法,实现风电场发电单元分群;最后,以某风电场为例,在PSCAD/EMTDC平台仿真验证了所提方法的有效性。

      • 孙鹏飞, 田震, 查晓明, 黄萌, 王伟, 杨冬梅, 刘文飞

        优先出版日期:2024-11-29  DOI: 10.7500/AEPS20240509002

        摘要:高比例可再生能源接入电力系统使系统呈现低惯量、弱支撑特点。功率同步型构网变流器通过模拟同步发电机运行特性,可提供频率和电压主动支撑能力。但不同于同步发电机,变流器中电力电子器件过流和过热耐受能力有限,由限流控制引发的功率同步型构网变流器多控制环交互作用显著,其引发的暂态同步失稳与闩锁问题严重影响了功率同步型构网变流器并网系统的安全稳定运行和主动支撑能力的发挥。而功率同步型构网变流器同步环节呈现出的高度非线性特性使其并网系统暂态同步稳定性难以分析与量化,给暂态同步稳定性的优化控制带来了新的挑战。针对功率同步型构网变流器并网系统在不考虑故障限流时的暂态失稳问题,以及考虑故障限流作用下的暂态失稳与闩锁问题,对系统建模、分析与稳定边界量化方法进行了总结与归纳。基于暂态失稳与闩锁问题的分析与归纳结果,对功率同步型构网变流器并网系统的暂态同步稳定控制方法进行了综述。最后,对未来功率同步型构网变流器并网系统的暂态同步稳定分析与控制研究方向进行了展望。

      • 刘洪, 曹睿智, 韩俊, 蔡超, 潘文婕, 李俊锴

        优先出版日期:2024-11-29  DOI: 10.7500/AEPS20240323001

        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,文中针对相应评估方法及其提升措施的国内外研究现状进行综述,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。研究结果可为新型电力系统背景下配电网与分布式发电的协同发展提供有益参考。

      • 潘凯岩, 刘宏达, 刘延乐

        优先出版日期:2024-11-29  DOI: 10.7500/AEPS20240525001

        摘要:传统配电网供电恢复策略大多先进行孤岛划分、后进行动态重构,缺少对二者的共同考虑,而全局重构又存在经济性差、操作难度大等问题。因此,提出基于重构级别辨识的主配协同鲁棒供电恢复方法。首先,根据配电系统的故障情况,按照局部自治、低级别优先重构的原则,快速确定主(变电站层级)配(配电线路层级)多级重构需求。然后,对不同级别的区域进行孤岛划分与重构。接着,针对描述分布式光伏出力不确定性的凸包多面体集合存在放缩过程中保守性大的问题,采用超平面方法切割凸包集合并建立改进凸包集合模型。进一步,构建了配电网鲁棒供电恢复模型,并采用列与约束生成算法对鲁棒供电恢复模型进行求解。最后,通过改进的78节点系统进行仿真验证,结果表明基于重构级别辨识的主配协同鲁棒供电恢复方法可以降低保守性,提高供电恢复结果的鲁棒性。

      全选

      2024年第48卷第22期

        >综述·观点
      • 朱建全,朱文凯,刘海欣,陈嘉俊,曾恺,刘明波

        2024,48(22):1-21, DOI: 10.7500/AEPS20231212008

        摘要:高比例可再生能源的接入和日益扩大的系统规模给电力系统优化运行带来了巨大挑战。近似动态规划(ADP)能够有效处理维数灾问题,在求解复杂系统动态优化问题上具备强大优势,近年来成为运筹学领域的一大研究热点。文中对ADP及其在电力优化运行中的应用进行了综述。首先,阐述了ADP的基本思想、主要特点及其近似策略。其次,介绍了不同类型的ADP在电力系统优化运行中的应用现状。最后,讨论了当前ADP在理论和应用中的不足,并对其未来发展方向作了进一步的展望。

      • 刘海天,郭烨,石剑涛,周建国,刘昊,孙宏斌

        2024,48(22):22-42, DOI: 10.7500/AEPS20230829004

        摘要:在新能源随机性与波动性的影响下,互联电网能量与灵活性的跨区域互济重要性凸显,有效的分布式优化算法是不可或缺的技术支撑。为了在互联电网不同运行层级的重要场景中选择适宜的算法,文中归纳了分布式优化建模和求解的一般原理,并提出将现有分布式算法分为原始可行方向、对偶可行方向、原对偶、切平面、列生成和多参数法6类。针对互联电网的多区域输电网协同调度、输配协同优化调度以及配电网分布式资源协同调度不同运行层级这3个重要场景,阐明了采用分布式优化的必要性,总结了统一的变量/约束耦合问题的典型建模及变换关系,并分析了6类算法在各场景的实施情况和应用优缺点。从物理场景、数学模型以及算法整体角度分析分布式优化在互联电网3个重要场景应用存在的问题,并给出了不同场景的算法选取建议。结合配电网运行新场景、数学建模新问题、算法设计新技术,展望了未来互联电网应用分布式优化的方向。

      • >碳达峰·碳中和与电力能源转型
      • 邱一苇,朱杰,曾扬俊,周毅,周步祥,李汶颖

        2024,48(22):43-59, DOI: 10.7500/AEPS20240129001

        摘要:离网型可再生能源发电制氢(ReP2H)相较于并网型,具备规划灵活、电能成本低、无并网接入成本及运行方式限制等优势,但因无外网支撑,其自身平衡难度大,设计及运行难以兼顾安全和经济性。针对上述问题,面向离网型ReP2H系统中电力网络、制氢、氢储运、氢负荷之间物质及能量平衡的多时间尺度动态行为,归纳能量管理框架,并通过简单系统的8 760 h生产模拟分析关键影响因素。进而,分析其中长期生产与市场运营计划、日前/日内生产调度、实时能量平衡控制等功能模块的技术需求,总结关键难题及待研究方向,包括离网系统稳定性分析、制氢灵活性量化、氢气汇集/输送/存储及氢负荷调控、储能系统分析与优化控制、故障穿越及黑启动等,以期为离网型ReP2H系统研究及工程应用提供参考。

      • 张磊,王满康,随权,叶婧,陶千惠

        2024,48(22):60-69, DOI: 10.7500/AEPS20240223001

        摘要:为实现海上风电的高效消纳和绿色氢能的制备,提出一种海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度方法。首先,通过评估海上风电场间的风能耦合效应,建立考虑风能异域强化利用的风电场群发电转移模型。其次,量化分析风电场的疲劳载荷与疲劳成本之间的关系,构建考虑检修便利性的风电场群均衡载荷模型。基于此,提出风电场群综合效能调控模型,以协调发电与疲劳寿命之间的关系。然后,考虑海上风流因素对船舶航行时间的影响,建立电氢并举的能量外送模型。最后,以系统运行成本最小为目标,提出考虑主动孤岛、制氢效率特性以及系统旋转备用的海上风氢系统与沿海电网能量协同优化调度模型。算例验证了所提方法的有效性和优越性,为海上风电制氢能量调度提供了一种新的思路。

      • >学术研究
      • 刘伟峰,范帅,田济源,吴清,杨宜龙,何光宇

        2024,48(22):70-83, DOI: 10.7500/AEPS20240419005

        摘要:园区内各变频空调(IAC)的运行特性、运行环境、用户行为和用户习惯千差万别,这给园区运营商引导大规模IAC参与需求响应(DR)带来了挑战。首先,对IAC的信息物理社会属性进行了分析,并提出了基于规则的社会属性刻画方法。其次,根据具身通用人工智能的概念,提出了面向DR的空调智能体概念。然后,从主动感知、主动交互、主动行动和主动演化的维度设计了空调智能体,其能在DR期间融合IAC的信息物理社会属性,使自身的负荷形状曲线接近被下发的目标形状曲线。进而,参考基于负荷准线的DR机制,提出了大规模空调智能体自下而上参与DR的方法,以实现聚沙成塔效应。最后,利用离散事件仿真框架SimPy对1万个空调智能体参与DR的情形进行仿真,从刻画社会属性的规则自演化、空调智能体性能和聚沙成塔效应这3个方面进行分析。结果表明,空调智能体在时效性、友好性、用户满意性和鲁棒性方面具有较大优势。

      • 胡俊杰,陆家悦,马文帅,李庚银,王文,杨烨

        2024,48(22):84-95, DOI: 10.7500/AEPS20231215003

        摘要:规模化电动汽车参与电网互动将为新型电力系统提供重要的灵活性资源,目前分散的电动汽车已通过聚合方式参与电网调峰等辅助服务。针对调峰控制策略精度低、策略求解时间长的问题,提出了面向电网调峰的大规模电动汽车多层级实时控制方法。首先,根据充电桩历史数据提取特征量进行聚类分析;其次,建立不同充电需求下电动汽车功率鲁棒上下边界模型;然后,基于模型预测控制算法,建立双层多时间尺度滚动优化控制模型,将总功率按集群-电动汽车层级进行分解和快速修正;最后,通过算例验证了所提控制算法的总控制精度能达到97%以上,全时段均满足市场考核需求,单时段计算时间小于5 s,符合实时性要求。

      • 贾宏杰,汪晗忱,靳小龙,穆云飞,陈盛,张家郡

        2024,48(22):96-107, DOI: 10.7500/AEPS20240312002

        摘要:针对差异化绝热性能建筑集群与微网系统间的协同互动,提出一种基于交替方向乘子法(ADMM)的分层分布式优化调度策略,在实现微网高效、经济运行的同时,充分考虑不同建筑集群的差异化利益诉求和隐私保护需求。首先,考虑多主体利益诉求,构建了集成差异化绝热性能建筑集群的微网系统分层调度模型。在上层,微网系统运营商(MSO)通过优化购电功率、售电功率和售电价格,最大化其收益;在下层,采用热阻-热容网络对建筑的热动态过程进行差异化建模,建筑集群用户通过优化暖通空调系统送风温度和购电价格,最小化其用能成本。然后,考虑数据隐私性需求,采用ADMM进行分层分布式求解。通过引入虚拟变量拆分上层MSO和下层建筑集群用户子问题,并耦合上下层优化变量,根据ADMM进行局部更新和交替迭代,得到全局优化解。为确保算法的收敛性,利用McCormick包络松弛方法将子问题转化为凸优化。最后,通过算例分析验证了分层分布式优化调度策略的合理性和有效性。

      • 周升,王韵楚,谷炜,张若伊,杜倩昀,杨莉,林振智

        2024,48(22):108-117, DOI: 10.7500/AEPS20231011004

        摘要:梅雨季节是中国长江中下游地区的特殊汛期,持续性降雨和突发性暴雨特性导致水电站群的调度策略尤其要兼顾流域防洪安全。为此,提出了考虑梅雨汛期防洪风险的水电富集型虚拟电厂(HEVPP)调度策略。首先,基于典型梅雨时空分布以及水电站防洪安全裕度特性,设计了考虑防洪风险偏好及降雨量不确定性的梅雨汛期库容调控方法;其次,针对HEVPP进行防洪风险的精细化建模,定义了基于剩余防洪库容理论的HEVPP防洪性能评估指标,并进一步提出了基于安全裕度的条件风险价值(CVaR)防洪风险成本计算方法;然后,以虚拟电厂经济效益最大化为目标,构建了考虑梅雨季节降雨特性及防洪风险成本的HEVPP优化调度模型;最后,通过中国浙江省丽水市某HEVPP的算例分析表明,所提调度策略能够反映流域水电站的拓扑特性,充分挖掘梅雨季节水电与风光资源间的协同调度能力,优化水电站群在不同防洪风险偏好下的蓄水策略,在保证流域防洪安全的基础上提升HEVPP的运行效益。

      • 赵志鹏,于志辉,程春田,王进,冯仲恺

        2024,48(22):118-130, DOI: 10.7500/AEPS20230911003

        摘要:水风光一体化运行可以发挥多种能源优势,提高综合效益。风光能源大规模并入水电基地,因不确定性增加致使系统能源消纳和电力供应问题更加突出,将面临更高弃水和缺电风险。针对该问题,提出了一种评估各时段蓄水状态的风险量化方法。基于该方法构建了考虑弃水量、发电量、弃水风险和缺电风险的多目标调度模型,基于双层优化,采用动态规划、离散微分动态规划和逐步优化相结合的算法进行高效求解,将分层序列法与线性加权和法嵌入算法中,以协调多目标矛盾。最后,以中国某水风光综合基地为工程背景模拟调度,并将所提模型与传统模型进行对比验证。研究结果表明,所提模型能较好地刻画运行风险,通过调整水电运行方式能合理消纳新能源,并获得更高稳定收益;模型能以较高效率完成求解,并满足实际调度时效性要求;在实际场景与预测场景出现偏差时,能显著降低弃水损失,通过改变水电运行方式以适应新能源日益增长带来的运行风险。

      • 陈殿昊,臧海祥,蒋雨楠,刘璟璇,孙国强,卫志农

        2024,48(22):131-139, DOI: 10.7500/AEPS20240416009

        摘要:针对现有研究云图信息利用不充分、爬坡功率预测误差较大而导致超短期光伏功率预测性能提升受限的问题,提出一种基于多层次云图特征与宽度学习的超短期光伏功率预测方法。首先,提取地基云图的多层次特征作为功率预测模型的图像特征量;同时,引入云层覆盖率与云层变化率作为爬坡识别模型的图像特征量。其次,结合历史功率数据,构建基于宽度学习的光伏功率预测模型与爬坡识别模型。最后,若爬坡识别结果为非爬坡事件,则直接应用功率预测模型得到预测结果;反之,则使用与爬坡事件相关的历史数据对功率预测模型进行增量更新,并基于更新后的功率预测模型得到预测结果。实验结果表明,所提出的方法能够有效提高超短期光伏功率的预测精度。

      • 苏向敬,程子凡,聂良钊,符杨

        2024,48(22):140-149, DOI: 10.7500/AEPS20231209002

        摘要:海上风电场各风电机组间存在较强的时空关联,现有风电功率预测研究虽对时空关联进行了探索,但未能更好地表达动态的空间关联;同时,空间关联的“黑盒”也降低了预测的可信度;另外,概率预测相比确定性预测可提供更全面的信息。为此,提出一种基于自适应图卷积网络(AGCN)-长短期记忆(LSTM)网络的海上风电场功率超短期概率预测模型。首先,通过AGCN中的自适应矩阵获取季节性变化海上风电机组间的动态空间关联,并实现空间维度的可解释,同时利用LSTM网络挖掘数据时间维度的相关性;其次,基于所获得的时空关联,通过改进的分位数回归模型构建风电场功率概率预测区间;最后,基于中国东海大桥海上风电场真实数据进行仿真验证。结果表明,相较于已有概率预测模型,动态图拓扑可以更好地揭示海上风电场变化的空间关系;改进后的分位数回归模型有效避免了分位数预测存在的曲线交叉问题;二者共同提升了模型整体预测精度和稳定性。

      • 朱玲,姜涛,李威,薛峰,刘福锁

        2024,48(22):150-159, DOI: 10.7500/AEPS20230922006

        摘要:新能源高占比系统电力电子化特征明显,系统有功、无功支撑能力下降。接地故障后新能源低电压穿越(简称低穿)范围扩大,低穿期间有功功率大幅下降且恢复缓慢,给系统造成巨大的短时功率缺额冲击。相较于传统送端系统,交流互联通道短路并开断故障带来的功率扰动除包含长时性功率盈余外,还叠加了大面积新能源低穿带来的短时功率缺额。文章针对新能源高占比交流送出系统互联通道短路并开断N-2故障后频率紧急控制策略失配问题,分析风电机组暂态低穿带来的非阶跃型功率扰动形式,解析推导阶跃、方波、斜坡功率扰动下系统频率极值点及其出现的时刻,提出计及低穿影响的新能源高占比外送系统频率紧急控制策略,并以某省级电网为例,仿真验证了所提控制策略的有效性。

      • 刘杰,石访,宋雪萌,田硕硕,聂礼强

        2024,48(22):160-170, DOI: 10.7500/AEPS20231101004

        摘要:现有电力系统暂态频率智能评估方法未充分考虑输入数据的时序特征。因此,文中提出一种基于暂态频率响应曲线智能预测的电力系统频率安全性评估方法。设计了一种多变量样本卷积交互网络,可充分挖掘电力系统量测数据的时序特征,从而提高电力系统暂态频率响应曲线的预测精度;基于所预测的频率响应曲线计算最大频率偏差、最大频率偏差发生时间和准稳态频率等关键指标,并综合评估系统的频率安全性。在频率稳定标准算例上进行仿真测试,结果表明,所提方法与深度学习等经典方法相比,频率响应曲线预测和系统频率安全性评估精度均得到有效提升。

      • 廖菲,杨军,林毅,薛静玮,吴少将,朱睿

        2024,48(22):171-181, DOI: 10.7500/AEPS20240108008

        摘要:随着电动船舶的发展和普及,内河流域的港口用能结构正逐步由燃油转变为清洁的电能,港口负荷将对配电网峰谷差造成显著影响。为准确描述电动船舶充电负荷特征,提出了一种基于改进鲁棒性辅助分类生成对抗网络(RAC-GAN)的电动船舶充电负荷场景生成方法。首先,分析电动船舶充电负荷的特征,构建含环境特征与充电负荷的原始数据集;然后,对RAC-GAN进行改进,加入变分编码器对船舶数据集进行降维,抽取特征信息簇标签,并在判别器中引入噪声过渡模型和卷积层,以提高判别器的抗噪能力,并对网络的损失函数进行重定义;最后,以中国实际港口为例,基于改进的RAC-GAN生成船舶充电负荷的海量场景。仿真结果表明,所提方法能够学习到电动船舶的负荷特征,对噪声具有较高的鲁棒性,并且可以有效生成大量满足真实样本概率分布特征的电动船舶充电负荷场景。

      • >研制与开发
      • 王俊,王馨,朱金大,杜炜

        2024,48(22):182-190, DOI: 10.7500/AEPS20230808007

        摘要:“碳达峰∙碳中和”战略目标下,新能源汽车大规模发展。新能源汽车能源站作为关键配套设施,其价格制定和优化运行是构建可持续商业模式、提升运营经济性的关键之一。文中针对兼顾电动汽车、氢燃料汽车和天然气汽车用能需求的新能源汽车能源站运营优化问题,提出了考虑动态定价的优化运行模型。首先,基于新能源汽车能源站的基本结构,构建了市场环境下考虑负荷管理的运营模式;其次,基于电制氢、电转气、多类型储能设备的能源转换与能量时移能力,兼顾对新能源汽车的负荷管理,将新能源汽车用能价格作为变量,提出了考虑动态定价的新能源汽车能源站优化运行模型;最后,通过算例验证了所提方法的有效性,并分析了动态定价与负荷管理对新能源汽车能源站运营收益的影响。

      • 林泽川,黄宣睿,肖曦

        2024,48(22):191-198, DOI: 10.7500/AEPS20230731010

        摘要:将多个波浪能发电装置组成阵列是大规模开发波浪能的发展趋势。对于阵列式直驱波浪发电系统,采取合适的能量优化控制方法能显著提升波浪能捕获效率。然而,由于阵列式系统存在浮子间的相互辐射作用,已有的集中式模型预测控制(MPC)面临在线计算量大、难以工程应用的困难,而将各浮子视作独立系统的分布式MPC则存在能量捕获效率的损失。对此,文中提出一种改进的集中式MPC方法,将优化区间与约束区间进行解耦,可在保障系统整体能量捕获效率的同时,大幅减少计算开销,提升系统的实时控制性能。通过仿真研究分析了约束区间解耦方法的性能,并在多种波浪工况条件下验证了所提出方法的有效性。

      • 陈明亮,卢志学,谢国强,余滢婷,李媛,李元诚

        2024,48(22):199-209, DOI: 10.7500/AEPS20240402009

        摘要:针对现有分布式电源调控系统安全威胁检测存在的检测精度不高、通信效率低等突出问题,以及由于数据手工标注的高成本、低效率等客观原因和模型自动伪标注不可信导致的数据利用不充分问题,提出了一种基于半监督联邦学习(SSFL)的安全威胁分布式协同检测方法,在云端和边缘设备之间进行协同训练,并通过未标记数据进行模型自我学习和优化,从而更好适应分布式电源调控系统的安全威胁环境。首先,采用改进Transformer模型有效捕获安全威胁。其次,考虑到分布式电源调控系统的数据具有跨设备、跨区域的特点,引入联邦学习确保本地数据隐私安全。然后,针对未标记数据问题,通过云边协同训练获得全局模型并进行伪标记,设计一致性正则化与信息熵正则的损失函数以保证伪标记的可信度。最后,设计动态加权聚合方法优化参数更新和模型训练。在密西西比大学电力系统数据集上进行仿真实验,实验结果表明,与FedAvg-FixMatch方法和FedMatch方法相比,检测准确率分别提升了8%和4%,且类别召回率和精确率均有提高,显著减少了18%~28%的通信开销,表明了所提方法在分布式电源调控系统安全威胁检测中的有效性和实用性。

      • 张玺,郑建勇,梅飞,缪惠宇

        2024,48(22):210-223, DOI: 10.7500/AEPS20240206004

        摘要:边缘计算的就地实时诊断模式能够有效解决传统电能质量扰动云集中识别模式存在的强信息时延问题。针对当前电能质量扰动边-云协同辨识方法中识别算法普适性差、训练模型规模庞大且下发边缘端会造成精度缺陷的难题,提出了一种基于Lissajous轨迹的电能质量扰动边-云协同辨识框架。首先,根据图像处理领域最新进展,提出了基于双相Lissajous轨迹的视觉转换方法,将扰动信号转换成具有特殊形状的轨迹图像。然后,为了在增强特征捕捉能力的同时降低计算复杂度,开发了一种轻量级循环挤压卷积神经网络以执行主辨识任务。通过边-云共享权重参数,所提框架能够实现扰动的实时辨识。为持续优化模型性能,设计了一个更深层的云端网络以辅助模型更新。最后,基于IEEE标准仿真数据集和变电站实测扰动数据集验证了所提框架的有效性。结果表明,该框架在取得优异扰动辨识泛化性能的同时,实现了云端与边缘端识别模型的同步轻量化,并通过边-云权重交互避免了训练模型下发所造成的性能损失。

      全选
      • 王鹏玮, 徐丙垠, 梁栋, 王连辉, 王超, 邹国锋

        优先出版日期:2024-10-31  DOI: 10.7500/AEPS20240315002

        摘要:判别中压配电线路故障是否由导线碰触树木引起,对于厘清森林火灾的成因、防治线路故障引发森林火灾具有重要意义。文中通过真型试验获取了各类高阻接地故障的零序电流,分析了高阻接地故障零序电流波形长时间尺度的变化特征。分析可知,导线碰树接地故障的零序电流有效值波形的波动性、单调性以及尖锐程度与其他高阻接地故障存在明显差异。设计了包含零序电流有效值曲线的标准差、离散系数、峭度、偏度在内的多特征融合参数组,构建了基于支持向量机的中压配电网导线碰树接地故障识别方法。结果表明,所提方法故障识别正确率达到了98%。

      • 刘杰, 石访, 宋雪萌, 田硕硕, 聂礼强

        优先出版日期:2024-10-17  DOI: 10.7500/AEPS20231101004

        摘要:现有电力系统暂态频率智能评估方法未充分考虑输入数据的时序特征。因此,文中提出一种基于暂态频率响应曲线智能预测的电力系统频率安全性评估方法。设计了一种多变量样本卷积交互网络,可充分挖掘电力系统量测数据的时序特征,从而提高电力系统暂态频率响应曲线的预测精度;基于所预测的频率响应曲线计算最大频率偏差、最大频率偏差发生时间和准稳态频率等关键指标,并综合评估系统的频率安全性。在频率稳定标准算例上进行仿真测试,结果表明所提方法与深度学习等经典方法相比,频率响应曲线预测和系统频率安全性评估精度均得到有效提升。

      • 李勇,李银红,柳焕章,刘阳

        优先出版日期:2024-10-09  DOI: 10.7500/AEPS20240228008

        摘要:交流线路零序电流保护最末一段均采用300 A定值, 存在无序跳闸风险。因此,文中提出了基于零序电抗线和非故障相极化的高阻接地距离继电器原理。继电器采用先选相、后测量的技术路线,选相元件将零序电抗线与非故障相极化方法相结合,构成多种组合判据,以分工完成选相。由于保护安装处零序电流与故障点零序电流存在相位差异,单相接地故障的故障相和相间接地故障的超前相的零序电抗线在故障点位于整定点附近时存在混叠区。区内近端、低阻单相接地故障时非故障相工作电压大幅变化,不利于区分混叠区的两类故障,故将选相元件分为低阻模块和高阻模块。低阻模块采用下偏的零序电抗线,用于识别近端、低阻故障;经低阻模块辅助后,高阻模块只需针对性处置故障点位于整定点附近的故障,可有效区分两类故障。选相完成后,通过非故障相极化的方法获得故障前工作电压,从而确定继电器的动作特性。高阻距离继电器的耐过渡电阻能力远超规程要求,提高了接地后备保护对高阻接地故障的选择性。

      • 韩兆儒, 石访, 张恒旭, 靳宗帅, 贠志皓

        优先出版日期:2024-09-29  DOI: 10.7500/AEPS20240116008

        摘要:高阻接地故障的准确、可靠检测是配电网故障处理的难点,正常的电容投切操作可对其产生干扰。针对这一问题,文中提出了一种基于零序李萨如曲线分析的高阻接地故障抗扰检测方法。首先,理论推导了高阻接地故障与电容投切扰动的零序电气量,二者在传统时频域特征角度无规律性差异,从而明确了干扰原因;进一步,将零序电流、电压波形重构为零序李萨如曲线,提出了基于数学形态学理论的李萨如曲线轨迹形状畸变复杂度量化指标,并结合零序李萨如曲线面积概率分布规律设计自适应启动判据,给出了噪声场景下高阻接地故障的抗扰检测算法;最后,利用配电网电磁暂态仿真算例和真型故障试验验证了所提方法的有效性和可靠性。

      • 贺之渊, 高冲, 叶洪波, 杨俊, 王成昊, 盛财旺

        优先出版日期:2024-08-29  DOI: 10.7500/AEPS20240506007

        摘要:可控换相换流阀是针对常规直流输电换流阀换相失败问题而提出的一种新型直流换流装备。2023年6月,采用全球首套可控换相换流阀的±500kV/1200MW葛洲坝至上海南桥高压直流输电系统改造工程(以下简称“葛南改造工程”)成功投运。阐述了可控换相换流阀技术需求与技术原理,并对技术经济性进行了分析。结合葛南改造工程系统输入条件,提出可控换相换流阀电气参数、结构设计方案,完成装备研制。提出型式试验方案与试验参数,并完成型式试验考核。针对可控换相换流阀技术特点,开展了低压加压、空载加压、人工短路等现场试验,保障了工程顺利投运。介绍了投运以来运行表现,结合现场录波具体分析了交流故障期间的换流阀动作时序的正确性。最后,对可控换相换流阀在特高压直流工程、省域交流联络线改造等场景下的应用前景和效果进行了展望分析,为后续可控换相换流阀的进一步推广应用提供参考。

      • 赵紫昱, 陈渊睿, 陈霆威, 刘俊峰, 曾君

        优先出版日期:2024-04-28  DOI: 10.7500/AEPS20230914003

        摘要:文中提出一种基于时空图注意力网络的区域级负荷超短期预测模型。首先,根据已有的区域级负荷进行元胞划分,构建考虑元胞相关性的图拓扑。其次,分别通过图注意力网络、一维卷积神经网络和门控循环单元,从空间、特征和时间维度提取有效特征,连接全连接层输出结果。最后,基于美国新英格兰地区的真实电力负荷数据进行仿真验证,并提取模型注意力权重,分析元胞之间的空间依赖性。结果表明,所提模型相比传统模型在不同预测步长上均具有更高的预测精度和稳定性,有效挖掘了区域级负荷的空间依赖性。

      • 谢龙韬, 谢仕炜, 陈铠悦, 张亚超, 陈之栋

        优先出版日期:2024-01-04  DOI: 10.7500/AEPS20230628010

        摘要:随着电动汽车的规模化发展,研究如何有效考虑用户的出行行为机理并制定合理的充电站充电价格,对电力-交通网络的协同优化调度具有重大意义。针对此问题,提出了考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略。首先,建立考虑出行成本预算的交通用户均衡模型,将均衡状态通过变分不等式进行等效描述,从而对电动汽车出行需求和充电行为进行刻画。其次,构建考虑功率削减的配电网二阶锥优化模型,将充电站定价问题转化为含有变分不等式约束的优化问题,并根据问题设计交替迭代算法和外梯度算法进行求解。最后,通过算例对所提模型和方法的有效性进行验证,结果表明了考虑出行成本预算对耦合网络充电定价必要性。

      • 李想, 刘宇航, 张琪, 武昕

        优先出版日期:2023-09-12  DOI: 10.7500/AEPS20230425001

        摘要:电动自行车(EB)违规入户充电行为具有时间随机性以及空间隐蔽性,存在较大安全隐患且难以有效管理。利用非侵入式监测系统具有实时自主执行和便捷易推广的特性,文中提出了基于小波检测和特征图谱决策的非侵入式 EB 充电实时监测系统。考虑 EB 负荷的物理结构和充电特性,从暂态和稳态两方面分析 EB 负荷的典型共性特征;预先构建具有强可分性和通用性的 EB 专有特征图谱实现 EB 稳态共性特征的一致性结构化表征;实际监测过程中,为了降低系统的算力需求和数据传输压力,基于小波变换精确定位具有高频分量的 EB 专有暂态现象完成类 EB 事件检测。最后,提取事件波形并通过图谱训练高效分类器进行负荷认定并实时上传。通过对实际用户进行监测,验证了监测系统的有效性,可以有效解决 EB 进楼入户充电的问题。

      • 郑瑶, 张颉, 姚文轩, 邱伟, 唐思豪

        优先出版日期:2023-03-16  DOI: 10.7500/AEPS20220813001

        摘要:随着电力系统向能源互联新生态逐渐迈进及网络层和物理层的深度耦合,网络攻击对电力系统的威胁不断提升。源身份欺骗攻击作为一种新型且复杂、强隐秘性的虚假数据注入攻击,可导致电网控制系统判断错误,引发系统瘫痪。针对这一问题,提出一种基于空间特征的电网同步量测虚假数据注入攻击检测方法。该方法通过变分模态分解和改进离散正交S变换提取同步量测装置不同位置的空间特征,实现在不损失量测数据空间特征的基础上,提取量测数据的身份认证信息;结合轻量型卷积神经网络评估量测数据遭受源身份攻击的可能性,加速检测响应速度。通过实际多点同步量测数据的检测结果,验证了该方法的有效性。

      • 肖白, 张博, 王辛玮, 高宁远

        优先出版日期:2023-02-20  DOI: 10.7500/AEPS20220807002

        摘要:风电功率预测对含风电的电力系统经济调度十分重要,针对点预测难以描述风电功率不确定性的问题,提出一种基于组合模态分解和深度学习的短期风电功率区间预测方法。首先,利用改进自适应噪声完备集合经验模态分解将原始风电功率序列分解为多个模态分量,并使用变分模态分解对其中的高频强非平稳分量再次分解。在此基础上,使用样本熵计算各分量复杂度并将它们重构为趋势分量、振荡分量和随机分量。然后,将3个分量分别输入经贝叶斯优化的双向长短期记忆神经网络建立各自的预测模型,得到3个分量的点预测值;并用混合核密度估计方法对振荡分量和随机分量预测结果的误差分布进行估计,再结合点预测值得到总体的区间预测结果。最后,通过实际算例分析表明,与其他模型相比该方法具有更高的预测精度。

      • 刘文松, 胡竹青, 张锦辉, 刘雪菁, 林峰, 俞俊

        优先出版日期:2022-09-27  DOI: 10.7500/AEPS20210323003

        摘要:针对电力领域语料规模小、实体嵌套、实体缩写等特点,提出基于文本特征增强的实体识别方法。首先,通过预设词库和低粒度分词的方式,在合理利用中文单词蕴含的语义信息的同时,降低分词传递误差的影响。其次,设计词级双向门控循环单元学习中文单词构造特征,融合词性和词长特征后,与单词向量拼接成为单词增强向量。然后,基于双向门控循环单元-注意力-条件随机场完成实体识别模型的构建和训练。在此基础上,采用电力领域语料库进行验证,F1分数为87.02%,证实了电力命名实体识别效果。

      • 张逸, 姚文旭, 邵振国, 张良羽

        优先出版日期:2022-08-18  DOI: 10.7500/AEPS20211203007

        摘要:针对目前污染企业环保工况异常监测实施困难、识别误差大、结果易被篡改等问题,提出了一种基于电能质量监测数据的环保异常工况识别方法。区别于对每个设备安装分表进行用电监测的现有方案,使用企业设备公共用电入口处非侵入式负荷监测所得的多维电能质量数据进行工况分类模型训练,实现异常工况识别。首先,对表征生产情况的特征数据进行时序变点检测与聚类计算,实现企业生产工况的划分;然后,结合环保设备运行情况得到用于分类的环保工况类别;进而,采用Stacking集成学习模型对环保相关的工况场景进行分类学习;最后,利用所训练的分类模型识别出企业存在的环保异常工况。利用仿真测试数据与实际企业数据验证了所提方法的有效性。

      • 蒋玮, 王铭华, 陈锦铭, 刘江东, 濮实, 许智祺

        优先出版日期:2022-05-13  DOI: 10.7500/AEPS20211031001

        摘要:为提高复杂配电系统供电可靠性计算的效率,提出一种基于Neo4j图数据库的可靠性计算方法。首先,通过图数据库以节点-边形式存储配电网拓扑结构。同时,利用Neo4j图数据库中边具有不同类型的特点来完成复杂配电系统中的馈线分级及负荷分块,构建基于图数据库的配电网图模型。其次,结合路径搜索进行配电网图模型的子图划分,基于各子图完成图模型的简化。最后,在最小路可靠性算法基础上结合Neo4j图数据库高效率的最短路径查询等功能实现了配电系统的供电可靠性分析。通过对比林顿测试系统及中国某10 kV实际配电网进行算法验证,验证了所提方法的有效性。

      • 李峥, 陈武, 侯凯, 史明明, 牟晓春, 朱劲松

        优先出版日期:2022-04-26  DOI: 10.7500/AEPS20210806005

        摘要:柔性环网控制器取消联结变压器后在交流侧出现故障时无法阻止零序电压分量传输,从而增大了故障范围。文中采用经典电路分析和正负序分析算法,解释了零序电压分量的形成与传输的基本原理。提出了一种无联结变压器的柔性环网控制器拓扑,交流侧换流器都采用传统半桥子模块的模块化多电平换流器,而在正负极性母线上分别串联全桥子模块阀串。利用全桥子模块可输出正负电压的能力,抑制了直流侧电压波动,同时也阻止了故障范围扩大。通过MATLAB/Simulink软件对故障时零序电压被抑制的特性进行了仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性和所提拓扑的有效性。

      • 游文霞, 李清清, 杨楠, 申坤, 李文武, 吴泽黎

        优先出版日期:2022-03-30  DOI: 10.7500/AEPS20210731001

        摘要:针对窃电检测中用户用电数据类别不平衡、采用投票法作为结合策略的集成学习方法无法充分发挥多个不同学习器优势等问题,提出一种利用Stacking集成学习融合多异学习器的模型应用于窃电检测。首先,从影响电量计量的因素出发,根据常见的5种窃电方法模拟6种窃电行为模式;其次,采用合成少数类过采样技术(SMOTE)对不平衡的用电数据进行处理,并利用K折交叉验证法对平衡后的训练集进行划分以缓解因重复学习造成的过拟合;然后,使用评价指标和多样性度量优选模型的不同初级学习器和元学习器,构建融合不同学习器优势和差异的Stacking集成学习窃电检测模型;最后,算例对比分析结果表明所提窃电检测模型能有效解决用电数据类别不平衡,充分发挥不同学习器的优势,评价指标良好。

      • 严梓铭, 徐岩

        优先出版日期:2021-12-01  DOI: 10.7500/AEPS20210510001

        摘要:对拓扑结构进行优化可提高电力系统运行灵活性,然而线路开断与变电站母线分裂等系统级的离散决策变量维度极高。该拓扑结构优化问题难以由传统混合整数优化方法求解。针对该问题,提出了一种结合异步优势Actor-Critic(A3C)深度强化学习与电力系统领域知识的运行优化方法,将在线优化的计算负担转移至离线智能体训练阶段。该方法通过同时考虑拓扑结构与发电出力调整的动作空间设计系统运行控制智能体,以最小化约束越限为训练奖励,通过强制约束校验缩减搜索空间并提高强化学习效率,从而实现电力系统运行拓扑结构优化的快速计算,提高电力系统运行的安全性。仿真测试验证了所提方法的有效性。

      • 黎博, 魏光瑞, 钟海旺, 刘辉

        优先出版日期:  DOI: 10.7500/AEPS20240409003

        摘要:IEEE算例已被广泛用于电力系统规划、运行等领域的仿真测试。然而,受限于数据隐私保护,研究人员难以获取实际电力系统发电与网架结构的公开数据集。为此,提出一种基于三代电网演化理念的新型输电网测试系统生成方法,构建反映实际电力系统特征的输电网测试算例。首先,建立基于N-1安全校核的输电网扩展规划模型。然后,针对电网不同发展阶段特征设置相应优化目标与约束条件,以模拟电网的演化历程。为提高模型求解效率,建立输电走廊待建线路的二进制表征方法,以减少模型0-1变量。最后,以某省电网为例,构建开源电力测试系统,并根据复杂网络的统计特性验证所构建算例的有效性,此外,将该算例应用于输电网结构优化中以验证算例的合理性。

      • 王申, 魏兴慎, 朱卫平, 朱道华, 关志涛

        优先出版日期:  DOI: 10.7500/AEPS20240523001

        摘要:日志异常检测是监控配电主站系统运行并识别异常行为的关键技术之一。已有的基于深度学习的日志异常检测方法依赖于大量的带标注的训练数据,而在配电主站系统中缺少带标注训练数据,这会导致日志异常检测性能显著下降。针对上述问题,基于大语言模型的上下文推理特性,提出了一种无需训练的配电主站日志异常检测方案LogAdapt。设计演示示例筛选算法,针对不同在线日志,从少量带标注的本地日志中动态筛选出若干高质量的演示示例;结合任务描述和人类经验知识,自动构建出文本提示,以指导大语言模型完成配电主站日志异常检测任务。实验结果表明,所提方案相比现有方案性能更优,尤其在真实配电主站数据集上,性能提升60%以上,对提升配电主站安全具有很强的实用价值。

      • 陈春, 占露昕, 曹伯仲, 曹一家, 李勇, 刘均乐

        优先出版日期:  DOI:

        摘要:配电网中电力电子器件的不断接入,导致系统谐波电流日益加大,传统变压器二次谐波制动的差动保护面临挑战;同时,单一特征辨识方法受分布式电源类型和合闸角影响,无法准确区分不同场景下的故障电流和励磁涌流。为了提高励磁涌流的辨识准确率,本文提出多角度时频分析方法,全面整合时域、频域和时频域特征,利用贝叶斯算法优化极度梯度上升(extreme gradient boosting, XGBoost)的分类参数,提高模型的泛化能力,实现不同容量、不同类型分布式电源接入下的故障电流与励磁涌流的准确辨识;采用shapley additive explanations(SHAP)值分析方法,揭示各特征值在辨识模型中的贡献度。通过PSCAD/EMTDC仿真数据以及现场实测数据对所提方法进行验证,在本文提供的数据样本内,多角度时频分析下的贝叶斯-XGBoost算法励磁涌流辨识准确率接近100%,优于文中所对比的几种常见分类算法。

      • 王子渊, 许寅, 吴翔宇, 李佳旭

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        摘要:城市电网外受电比例高,极端事件导致的城市上级电网送电通道连通性故障可能引发大停电事故。在此极限场景下,通过微网群灵活自组态运行保供,可实现重要负荷极限生存。然而,微电网在突发功率缺额下暂态频率波动大,直接影响自组态运行保供成败。首先,提出了微网群极限生存问题求解框架,其次基于系统频率响应模型构建了考虑多源协同的微电网动态频率约束,其次基于前向欧拉法将包含常微分方程、限幅环节等非线性约束的微电网频率响应模型差分离散化。根据故障后微网群频率暂态响应过程中的切机切负荷情况,考虑惯量等效约束、控制动作延迟约束以及动态切分约束构建了微网群极限生存模型,通过求解一个混合整数线性规划模型得到微电网紧急频率控制策略和微网群切分状态,协调多种调频资源并在保证频率安全的同时最小化切负荷量,可利用成熟商用求解器高效求解。最后通过算例仿真分析,验证了所提微网群紧急频率控制策略的有效性和优越性。