
主编:李富祥
创刊:四川电力技术
国际标准刊号:ISSN 1003-6954
国内统一刊号:CN 51-1315/TM
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2025, 48(2):1-7. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250201
摘要:Virtual power plants (VPPs) integrate various distributed energy resources to create an efficient energy management system, which can swiftly respond to the demands of power grid, reduce operational costs and enhance the overall reliability and stability of power supply. However, the management of power supply in VPPs is challenged by the volatility, stochasticity, seasonality and substantial peak-valley variations inherent in electricity load dynamics. To address these challenges, an operating load forecasting method for virtual power plants based on feature decomposition is proposed, which provides essential information support for both power dispatching and demand response within VPPs. Firstly, seasonal-trend decomposition using LOESS (STL) is employed to capture trend and seasonal variation characteristics in virtual power plant load data, thereby extracting historical load resource features. Secondly, a load forecasting model based on long short-term memory (LSTM) network is developed by integrating historical load resource data with external influencing factors. Finally, experimental verification is carried out using operational data from virtual power plants. The results show that the determination coefficient R2 of the proposed method is 0.98, which can accurately predict the power plant load.
2025, 48(2):8-15+23. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250202
摘要:针对西部山区电气化铁路面临外部电网薄弱的问题,考虑将铁路沿线的风光发电接入薄弱电网,并接入储能为牵引负荷提供可靠的电能。因此,建立了考虑牵引负荷接入的电网两阶段协调优化的选址定容规划模型。第一阶段建立了以年综合费用最少的单目标分布式电源选址定容优化模型,采用粒子群优化算法求解分布式电源接入位置,为第二阶段储能的选址提供参考;第二阶段以储能费用、节点电压波动和功率波动为目标建立了储能选址定容优化模型,采用多目标粒子群优化算法进行求解。研究结果表明,分布式电源的接入提高了电网的供电容量,保障了牵引负荷的供电,而储能的接入降低了分布式电源和牵引负荷的功率波动,保障了电网的安全与牵引负荷的可靠供电。
2025, 48(2):16-23. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250203
摘要:针对分布式光伏接入配电网的选址定容规划问题,考虑并网带来的电压波动、电压越限等对电能质量的影响,通过引入储能系统来调节配电网节点电压。首先,采用迭代自组织数据分析算法,对分布式光伏出力数据进行聚类划分,并以类间相似度和类内相似度对聚类效果进行评价;然后,构建配电网两阶段优化模型:第一阶段以总成本最低为目标来考虑分布式光储的选址定容,并将规划参数代入下一阶段;第二阶段以节点电压偏移量最小和运维成本最低为目标函数,动态调节储能系统荷电状态;接着,使用改进白鲸算法求解模型,该算法引入可变螺旋搜索策略和纵横交叉策略使算法的局部寻优和全局寻优能力增强;最后,在 IEEE 33 节点下进行仿真验证。
2025, 48(2):24-31+45. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250204
摘要:为应对新能源大规模并网造成的电力系统频率不稳定性问题,提出了一种基于飞轮储能辅助火电机组一次调频控制策略。针对火电机组爬坡速度慢、易引发机组振荡等问题的影响,利用飞轮储能的高频次瞬间精准放电、高转换效率及长寿命等特点来弥补传统调频方式的不足。基于 Matlab/Simulink 建立了含火电与飞轮储能的电力系统频率特性模型,对比分析了火电机组单独调频、定系数下垂控制以及变系数下垂控制下飞轮储能辅助调频的电力系统频率特性、机组输出功率以及联络线交换功率变化。仿真结果表明:飞轮储能的引入能够显著提高电力系统频率稳定性,减少火电机组出力并延长其寿命;变系数下垂控制充分考虑了储能荷电状态,相较于定系数下垂控制,变系数下垂控制下储能荷电状态变化范围缩小,能够减少储能过充过放等问题。
2025, 48(2):32-37. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250205
摘要:随着并网新能源规模的迅猛增加,对短路电流的贡献愈发凸显。针对新能源最大装机容量难以估计的问题,提出了一种基于短路电流约束的新能源最大接入容量实用化计算方法。通过计算新能源固定装机容量接入高电压等级汇集站对短路电流的贡献值,并根据现有系统中高电压等级汇集站的短路电流与断路器遮断容量的差值,在保障断路器遮断能力的前提下,折算出新能源最大接入容量。所提方法可有效评估新能源接入电网时对电网短路电流的贡献问题,并简单快速得出集中并网点可接入新能源最大装机规模。实际电网算例计算表明,所提方法具有良好的指导意义和实际应用价值。
2025, 48(2):38-45. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250206
摘要:与定速抽水蓄能机组相比,变速抽水蓄能机组可以通过调节机组转速实现灵活功率调节,并在不同工况下运行时均具备调频能力。为充分对比分析定速与变速抽水蓄能机组的快速调频能力与动态特性,首先,建立了包含调频功能模块的全阶双馈变速抽水蓄能装置模型;其次,分析了变速抽水蓄能机组在不同工况下的控制与运行特性;最后,通过基于三机九线系统的动态仿真实验对比分析了定速与变速抽水蓄能机组的调频能力与动态特性。仿真结果表明,通过有功功率下垂控制,抽水蓄能机组可以在发电和抽水工况下为系统提供快速频率调节,且变速抽水蓄能的调频能力优于定速抽水蓄能性能。
2025, 48(2):46-54+69. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250207
摘要:The high proportion of new energy connected to power grid has significantly increased the level of uncertainty in power system. The addition of noise elements in nonlinear operations in the existing affine power flow calculations will lead to overly pessimistic limits on the calculation results, thereby increasing the conservatism of the results. In response to the above problems, a flexible interval optimal dispatching method for active distribution network based on spatial approximation is proposed. Firstly, the spatial approximation method is introduced to modify the affine nonlinear operation, and an improved affine operation algorithm with less conservatism is obtained, which is introduced into power flow calculation of distribution network. Secondly, the models of operational flexibility requirements and each flexibility resource supply are constructed for active distribution network. And then, taking the system operating economy, net load fluctuation rate and operating flexibility margin as the goals, an interval multi-objective optimal dispatching model for active distribution network is established. Finally, in IEEE-33 node system the results of the proposed affine power flow calculation based on spatial approximation are compared with the traditional power flow calculation and Monte Carlo simulation method. The results show that the proposed method has less conservatism, and the interval results can provide good reference value for distribution system dispatchers.
2025, 48(2):55-60. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250208
摘要:配电网; 负荷恢复; 0-1整数规划; IEEE 33; 粒子群算法
2025, 48(2):61-69. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250209
摘要:电力电子变压器; 光伏发电; 模块化多电平换流器; 双有源桥
穆 舟,姜聿涵,张晨萌,程 铭,罗东辉,谢施君,邵千秋,夏亚龙
2025, 48(2):70-74. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250210
摘要:宽频暂态电压测量有望在未来的电力系统中得到广泛的应用。电力系统广泛配置宽频暂态测量的最具技术和经济效益的方法之一是升级现有的电压互感器,使其具有宽频暂态测量能力。针对电磁式电压互感器(potential transformer,PT),提出了一种基于宽频模型和算法的技术,该技术涉及 PT 的非线性特征和宽频线性,使 PT 具有宽频暂态电压测量能力,方法包括建立非线性宽频模型的方法和基于输出电压的逆计算方法,以恢复输入电压波形。并详细介绍了 PT 等效电路模型的综合方法,同时,给出了基于电路理论和储能元件及非线性元件的等效方法,以及基于电路模型的逆计算方法。以雷电冲击为验证源,对 10 kV PT 进行了验证实验。实验结果与标准器记录的输入波形匹配良好。
2025, 48(2):75-80+86. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250211
摘要:铁磁谐振; 森林草原配电网; 高阻接地故障; 隔离变压器
2025, 48(2):81-86. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250212
摘要:变电站设备的工作状态直接影响到电力系统的稳定性、可靠性、安全性及抵抗事故的能力。而在众多变电站设备故障原因中,金属材料腐蚀是十分常见的一种。于是提出了一种基于深度学习的变电站腐蚀检测方法,可以直接通过图像检测变电站设备的腐蚀位置以及腐蚀程度,有效完成变电站设备的巡视和实时监控工作,及时排除腐蚀风险,从而保障变电站稳定运行。为了验证所提出方法的有效性,采用经过裁剪、旋转、镜像扩充后的变电站设备腐蚀数据集对网络进行训练。最终结果表明,所提出的网络能够准确地对变电站设备进行腐蚀区域检测以及腐蚀程度检测。
2025, 48(2):87-91. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250213
摘要:针对监控信息传输环节缺陷难以发现,且缺陷的处置高度依赖于调试人员的经验和技术水平的问题,提出了一种智能变电站监控信息全链路监测及故障诊断方法。该方法通过建立监控信息的全链路配置信息流,实现监控信息在全站系统配置描述文件、远动配置描述文件和监控信息表中的一致性校核;通过建立在变电站各通信层之间传送过程的监控信息流,实现监控信息的全链路监测;并基于全链路配置信息流与监控信息流的比对实现监控信息传输异常的诊断。通过实例分析,验证了所提方法能有效定位配置错位、二次回路接线错位等故障点,提高了监控信息传输缺陷排查的效率,具有一定的实用价值。
2025, 48(2):92-95+102. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250214
摘要:针对规范中对避雷线塔与保护设备间的空气击距取值要求不明确,在实际变电工程中存在裕度过大的问题,提出了一种空气击距简化计算方法。首先,在分析避雷线塔的冲击接地电阻影响因素和避雷线的雷电分流效应的基础上,采用基于变电站雷电安全运行年数的概率法,根据变电站的具体布置尺寸,对比变电站实际每年遭受雷击的概率,确定避雷线塔空气击距的临界雷击的概率;然后,通过雷电流的概率分布,求得对应临界雷电流的幅值,并根据雷击避雷塔暂态电位简化模型和雷电冲击穿场强,获得避雷线塔与被保护设备间空气击距的简化计算方法;最后,结合实际变电站案例,进行了基于变电站雷电安全运行年数的避雷线塔空气击距计算,类比规范计算方法提出相应的简化计算公式,并分析了空气净距取值对变电站电气布置的影响。
2025, 48(2):96-102. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.20250215
摘要:为提高永磁同步电机在全速域无位置传感器控制的精度,设计了一种高频方波信号注入和基于转子磁链的改进滑模观测器相结合的复合控制方法。首先,在零、低速段采用脉振高频方波信号注入,通过简单的代数运算分离高频电流信号和基波电流信号,避免了在提取转子位置信息过程中使用滤波器,提高了转子位置观测的精度;然后,中、高速段采用改进的滑模观测器法,在滑模观测器中引入基于转子转速的自适应反馈增益,再利用转子磁链来提取转子位置信息,进一步提升了电机运行稳定性和控制精度;最后,采用加权函数对零、低速和中、高速的控制策略进行切换,从而构建全速域控制算法,该算法分别在带载启动、全速域运行和带速重投工况下进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的全速域控制算法在不同工况下均能实现电机稳定高效的全速域运行,具有较好的动态性能和稳定性。
2025, 48(2):103-110. DOI: 10.16527/j.issn.1003-6954.2025016
摘要:为简化单相多电平并网级联逆变器控制复杂度,设计了一种 H 桥模块独立控制的 LCL 型单相多电平并网逆变器。首先,在单相 LCL 型并网逆变器基础上设计了单相多电平并网级联逆变器的主电路和控制电路;其次,基于单极倍频正弦脉冲宽度调制控制方法提出了两种多电平调制策略,并且分析了它们在开环控制和闭环控制中的特性;然后,根据所提逆变器特点推导了 LCL 滤波器参数计算公式;最后,在仿真平台上验证所提理论的有效性。仿真实验结果表明:两种调制策略均会受到并网逆变器闭环控制策略和调制比的影响,导致正弦调制信号跟随载波信号而发生变化;两种策略均能保障所提单相级联逆变器实现多电平输出;从并网电流总谐波畸变率指标来看,基于三角载波同相移动的策略 1 的调制效果更好。
主编:李富祥
创刊:四川电力技术
国际标准刊号:ISSN 1003-6954
国内统一刊号:CN 51-1315/TM