《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

计及混合式抽蓄改造的清洁微网分布鲁棒容量优化配置

作者：王海伦, 丁一凡, 李杨, 吴峰, 王子昭

摘要：为了解决偏远地区的离网型系统供电可靠性问题,依托现有梯级水电改造混合式抽蓄成为一种有效手段,而变速抽蓄因其抽水能力可调使得相较于定速抽蓄更具运行灵活性。在此背景下,变速抽水蓄能改造梯级水电联合风光资源组成区域性100%清洁能源离网系统,可以在满足区域供电可靠性的前提下,促进水风光资源的消纳。基于此,构建了基于数据驱动的离网型抽水蓄能改造梯级水电联合配置风光资源的容量优化配置模型。

首先,以等年值综合成本最小为目标,考虑水电-风电-光伏发电-抽水蓄能（水-风-光-蓄）系统运行、供电可靠性等约束,构建水-风-光-蓄多能互补的容量优化配置模型;然后,通过McCormick线性化方法,将原始混合整数非线性模型转化为混合整数线性优化模型。并且,为考虑负荷、风电、光伏与水电来水量的随机性,综合1-范数和∞-范数构建基于数据驱动的分布鲁棒优化模型,并采用列与约束生成算法进行求解验证模型的可行性。

基于火用经济分析的电氢能源系统区间鲁棒优化调度

作者：李志伟, 赵雨泽, 吴培, 张浩, 赵书强

摘要：构建电力系统与氢能耦合发展的电氢能源系统是推动碳中和的可行路径。本文在计及新能源不确定性影响下,为实现系统经济与节能的均衡运行,提出了一种基于火用经济分析的电氢能源系统区间鲁棒优化调度模型。

首先,考虑电解槽动态效率特性,并利用分段线性化处理此关系引入的非凸项,构建包含制氢功率分配的设备运行模型;其次,精细分析系统的火用损失分布,提出包含内和外两方面的火用损失成本核算模型,内部利用成本分摊方法核算设备运行火用损失成本,外部根据现行电价等政策核算输电线损和弃风惩罚成本;然后,构建最小总火用损失成本目标下的电氢能源系统优化调度模型,转为基于置信区间不确定集的鲁棒优化形式,并提出模型的对偶转化求解方法;最后,仿真算例表明所提模型在保障风电消纳能力的同时,可实现电氢耦合利用过程经济效益与火用损失的平衡,也有利于降低电解槽运行的寿命损耗。

考虑用户特征与意愿的电动汽车调节功率刻画及频率支撑策略研究

作者：杨德健, 卢学炫, 王枭, 严干贵

摘要：电动汽车联网渗透率大幅提高后,可作为移动储能并网来提供辅助频率控制,针对电动汽车（EV）调频策略较少计及充电行为不确定性导致调频能力不准确的问题,提出了考虑用户特征与意愿的电动汽车调节功率边界刻画模型及频率支撑策略。

首先,基于高斯混合分布方法对EV的用户行为模式、电池容量、充电和放电率等电动汽车相关的不确定性进行描述,并采用Logit模型对EV可调度意愿进行预测;其次,刻画了考虑用户特性和用户意愿的EV调节边界,通过改变EV功率波动上下限确定用户的调节方式,并提出一个保证用户荷电状态整体趋势呈现上升及考虑用户不确定性特征和用户可调度意愿的EV调频策略;最后,对构建的模型和提出的控制策略进行仿真分析,并基于SPSS对仿真结果中影响用户可调度意愿的各决策变量进行相关性分析,随后采用T检验对其进行显著性验证,验证了所提方法的可靠性。

海上超导风电制氢一体化研究进展与发展趋势

作者：申刘飞, 翟雨佳, 吴星徵, 黄晟, 黄守道

摘要：海上风力发电不断向场群规模化和产业化发展,目前已成为国际可再生能源发展的重点领域。然而随着海上风电技术逐渐呈现单机大容量、深远海化趋势,单机容量进入“两位数时代”,风机重量和体积增大,海上运输、吊装、操作和维护难度大幅增加。此外由于海上风电显著的波动性和间歇性,导致大规模并网困难,出现严重的弃风现象。

为解决上述两大世界难题,湖南大学风力发电团队首次提出新型超导风电制氢一体化技术,在研究超导风机特性和电解水制氢技术的基础上,将超导风机与液氢制备有机结合,设计了离网型海上超导风电与水电解制氢一体化系统,建立了新型超导风电制氢系统风、电、磁、热、氢多场耦合作用下的风电系统高效转换理论。利用电解水制氢技术将海上风能就地消纳制氢,液氢存储通过运输和可控液氢循环制冷为超导风机提供稳定的低温环境,大幅降低设备平台体积和重量,实现可再生能源的高效转化,确保集成系统的可靠运行。

文章简要介绍了近年来国内外高温超导风机技术与海上风电制氢技术的研究情况,分析了离网型海上超导风电制氢一体化系统的关键结构和可行性,提出耦合可再生能源发展的能源岛系统规划,探索了多能互补优化配置。本篇文章为大规模深远海超导风电制氢产业提供共性技术,推动我国风电产业技术升级,助力实现“双碳”战略目标。

面向配电台区经济性及综合承载力提升的旋转潮流控制器双层规划模型

作者：颜湘武, 卢俊达, 贾焦心, 吴鸣, 牛耕

摘要：新能源高比例接入导致配电台区出现网架结构薄弱、局部负荷分配不均等承载力不足问题,通过台区柔性互联可解决上述问题,但电力电子式互联装置过高的投资及运维成本限制了其广泛应用,为此,该文提出一种面向配电台区经济性及综合承载力提升的旋转潮流控制器（RPFC）双层规划模型。

首先,建立RPFC的稳态潮流模型,提出含RPFC的配电台区柔性互联结构;其次,构建含RPFC的配电台区双层规划模型,上层为RPFC选址定容层,以配电台区总投资成本最小为目标确定RPFC最优容量与位置,下层为运行优化层,构建考虑安全性、经济性、灵活性的综合承载力指标体系,并以综合承载力最高为目标优化RPFC运行功率;然后,为提高寻优速度和精度,提出一种改进引力场结合二阶锥规划的混合优化算法求解该双层规划模型;最后,将所提模型与其他规划模型进行对比,结果表明所提模型在降低配电台区总投资成本的同时提高了配电台区综合承载力。

计及DSOGI-PLL动态过程影响的锁相偏差检测及相位补偿方案

作者：郑涛, 刘昱彤, 章若竹, 艾静雯

摘要：当新能源并网系统发生故障时会出现电压跌落并伴随相位跳变,负荷不均衡分配及不对称故障等因素会进一步造成三相电压幅值、相位不平衡的现象,此时会导致双二阶广义积分器锁相环（DSOGI-PLL）产生锁相偏差,从而对新能源输出特性造成影响。

本文通过分析电网电压不平衡影响电压正序相位跳变机理,并考虑DSOGI-PLL动态过程影响,基于小信号模型推导得到锁相偏差动态解析式,并根据波形拟合法得到适用于大相位跳变下的锁相偏差解析式。基于此,以光伏并网逆变器为例,分析PLL动态响应过程对逆变器输出特性的影响,推导了逆变器出口故障电流解析表达式,进而提出了基于锁相偏差动态解析式的相位补偿方案,实现了PLL在动态追踪过程中对公共耦合点(PCC)电压相位的快速同步追踪。最后基于Matlab/Simulink仿真验证了所提相位补偿方案的有效性。

考虑两阶段碳交易的多园区综合能源微网混合博弈优化运行方法

作者：李鹏, 刘浩, 李雨薇

摘要：制定合理的多园区综合能源微网的碳交易策略能够有效引导园区低碳运行,推进“双碳”目标的实现。为此,本文提出了一种考虑两阶段碳交易的多园区综合能源微网混合博弈优化运行方法。

首先,提出了在第一阶段碳交易中由微网运营商向各园区综合能源微网购售碳配额,在第二阶段碳交易中由微网运营商参与外部碳交易市场的两阶段碳交易策略。其次,构建了以微网运营商作为领导者,多园区综合能源微网为跟随者的主从博弈模型,并考虑微网间电能交易,构建了多园区综合能源微网间的合作博弈模型;在此基础上,构建了由微网运营商与多园区综合能源微网的主从博弈和多园区综合能源微网间合作博弈组成的混合博弈模型。最后,采用二分法和交替方向乘子法分布式求解该混合博弈模型,并通过仿真验证了本文所提方法的优越性。

风储并网发电系统的虚拟多段协同调速与频率安全支撑技术

作者：张祥宇, 邵孜建, 付媛

摘要：依据频率安全指标约束,利用风电机组和储能的功率协同支撑潜力以满足系统调频要求,是保障新能源高渗透区域电网安全运行的关键。本文首先建立风储并网发电系统的虚拟转速动态响应模型,针对风储系统的频率调整需求及特点,提出包含频率偏离、风储转换与频率恢复三阶段的风机、储能虚拟转速多段协同调节过程划分方法;其次,计算系统转速响应极值时间,并分析其关键影响因素,在频率安全指标约束下,提出风、储虚拟多段协同调速控制策略,满足风储并网系统的惯量支撑和一次调频需求。最后,搭建风储并网仿真系统,验证虚拟多段调速有利于明晰风储协同支撑功能,适于保障系统频率安全需求。

基于相位补偿的直流配电系统频振荡抑制策略

作者：王彤鹭, 王跃, 樊囿麟, 李宇飞, 赵笔安

摘要：直流配电系统中电力电子设备分布集中,总体呈现弱阻尼特性,易引发一系列小信号稳定性问题,随着AI集群计算等供电需求的大幅增长,供电密度相应提升,使得阻抗不匹配点逐渐向高频段移动,尤其是数字控制延时所导致的高频振荡问题逐渐凸显。针对此问题,本文提出一种基于相位补偿器的直流配电系统高频振荡抑制策略。

首先考虑了系统中的数字控制延时,构建级联直流系统的修正阻抗小信号模型,提升高频段建模结果的准确性;其次,基于修正模型,对配电系统进行了高频振荡机理的分析;最后,考虑高频振荡的主要影响因素,提出了相位补偿器策略,通过修改系统的控制回路重塑负载变换器的闭环输入阻抗,对直流配电系统中的高频振荡进行有效抑制,提升系统的供电稳定性。在240V直流配电系统中对该方法进行了测试,实验结果验证了系统稳定性分析结果的正确性以及相位补偿策略的性能。

功率因数映射负荷正反馈不稳定域的暂态电压失稳判别

作者：王晓辉, 党崇阳, 刘峻宇, 丁则文

摘要：利用易量测电气量和正反馈规律判别暂态电压失稳,符合新型电力系统对响应式紧急控制技术的需求。然而传统的正反馈判据基于电力系统的理想戴维南等效电路提出,实际应用中可能存在测量电气量难以获取,或者判据在电压迅速下降时短时失效的问题。本文力图从暂态电压的本质失稳机理出发,提升判据性能。

首先,基于负荷功率恢复机制和模型,以表征失稳机理的负荷阻抗状态变量刻画电压失稳区域。然后,依据功率因数与负荷阻抗在暂态电压失稳过程中的一致性变化规律,借助功率因数等效表达状态变量以利于量测,构建功率因数映射正反馈不稳定域的暂态电压失稳判据。最后,与功率电流传统判据对比,分析本文所提判据的适用性,并在中国电力科学研究院发布的暂态电压崩溃标准算例以及万节点测试系统中验证。

多场景规划下混合储能对风光耦合出力波动的平抑方法

作者：高帆, 包道日娜, 赵明智, 王天博, 徐军明

摘要：为了解决分布式风光互补系统在耦合出力时对波动性刻画的不准确,以及混合储能系统对电源侧波动的容纳特性不明显的问题,提出一种考虑多场景规划下混合储能平抑风光耦合出力波动的方法。

首先,基于Copula理论生成风光耦合出力的出力场景,以此来刻画电源侧耦合出力的波动情况,并将场景功率与风光总功率的差值作为产生波动的扰动功率。其次,通过扰动功率确定混合储能的目标功率,采用快速傅里叶变换及其逆变换对多场景下的扰动功率进行频谱分析以确定各储能单元的承担功率。最后,以混合储能的运行周期成本最小为目标函数建立优化模型,采用罚函数改进的粒子群算法进行求解计算。

算例结果表明：基于多场景规划的混合储能容量配置能够有效的对电源侧的扰动功率进行调频,其调频能力会随着扰动功率变化的复杂程度加剧而增强,同时扩大对风光耦合出力的波动容纳程度,提升风光互补系统的安全应用效益

电-碳-绿证市场背景下电氢协同典型形态及参与模式研究综述

作者：洪芦诚, 王梓萩, 林今, 朱进, 袁晓东

摘要：随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提高,电氢协同作为一种新兴的能源利用方式,在能源领域中展现出巨大的潜力和优势。同时,电力市场的深化改革和多元化发展,为电氢协同的推广和应用提供了广阔的市场空间。因此本文以电-碳-绿证市场协同发展为背景,以电氢协同为立足点对电氢协同典型形态及参与模式展开研究。

首先对电-碳-绿证市场交易体系及其协同作用进行介绍,分析了电力市场、碳市场和绿证市场的发展现状及存在的问题;其次从源侧、网侧和荷侧三个角度探讨了电氢协同的典型形态及其对电力系统的支撑作用;再次基于电氢协同参与电-碳-绿证市场的可行性分析,探讨了多类型电氢应用场景在电-碳-绿证市场下的交易模式;最后提出了市场环境下促进电氢协同发展的建议,为电氢协同系统实现规模化、商业化的发展目标提供参考。