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水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术研究

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 108-119页

作者：齐郑吉苏朋华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同... 详细信息

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术。以系统运行经济性最优为优化目标,考虑暂态过电压等约束,建立了水电机组调相运行与新能源发电协同优化模型。利用改进粒子群算法进行寻优,得到水电机组和新能源机组的优化运行方案。根据某地区实际电网搭建仿真算例,仿真计算结果表明所提模型及方法不仅能促进新能源的消纳,而且能有效抑制新能源直流外送系统的暂态过电压,使系统运行的经济性、安全性得到显著提升。

关键词：水电机组暂态过电压新能源直流外送粒子群算法

基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法研究

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电力系统保护与控制 2025年第2期53卷 27-37页

作者：陈怡薇徐永海袁敞宋昕一孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不... 详细信息

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不同调制算法下开关器件故障对输出电流的影响以及输出电流与负载侧电压的相位差对故障电流波形的影响。以三相输出电流作为故障特征量,提出一种基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法。首先采用电流平均值法先对故障开关器件的大致范围进行判定,然后切换调制策略以实现故障器件的精确定位。最后,通过仿真与实验验证了该方法可以在1个基波周期内实现故障定位,具有检测速度快、抗干扰能力强的优点,且无需额外增加用于故障检测的传感器。

关键词： ANPC三电平逆变器切换调制策略开路故障故障诊断

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计及构网型储能电站的新能源基地无功协调优化控制

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 59-68页

作者：林俐马笑寒丁文敏华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。... 详细信息

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。然后,提出了考虑GFMS辅助治理的无功协调优化控制策略,以适应无功协调优化及实时电压支撑需求。在无功协调优化阶段,以经济性最优和动态无功预留容量最大为目标,对无功源进行日前-日内集中优化;在实时电压支撑阶段,提出了一种基于并网点电压支撑需求的GFMS电压控制策略。选取中国西北地区某缺乏同步电源支撑的新能源基地为算例进行仿真,验证所提策略的有效性。结果表明,所提无功协调优化控制策略有效提高了新能源基地安全稳定水平,充分发挥了GFMS的作用。

关键词：构网型储能电站新能源基地电压稳定无功优化电压支撑

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考虑电纳作用的输电可变成本计算

电力系统自动化 2025年第1期49卷 193-199页

作者：鲍海宋唯溢华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

科学准确地计算输电可变成本对于电力市场公平竞争具有重要意义。通过潮流追踪发现电源向电纳元件传输功率的过程也会产生有功损耗,进而影响最终的输电可变成本。因此,计算输电可变成本时需要考虑电纳元件的物理、经济特性。文中首先对... 详细信息

科学准确地计算输电可变成本对于电力市场公平竞争具有重要意义。通过潮流追踪发现电源向电纳元件传输功率的过程也会产生有功损耗,进而影响最终的输电可变成本。因此,计算输电可变成本时需要考虑电纳元件的物理、经济特性。文中首先对有功负荷及电纳等无功负荷建立满足自身功率平衡的模型;然后,借助费用守恒原则得到符合经济特性的费用计算模型。采用所提出的模型计算得到的输电可变成本能够提供丰富和准确的经济信息。最后,通过算例分析验证了所提计算模型与计算结果的合理性与准确性。

关键词：输电可变成本电纳潮流费用守恒无功输电费用电力市场

光-储电站参与多应用场景的日前-日内协同滚动优化策略

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电网技术 2025年第1期49卷 198-208,I0079页

作者：刘自发李昆阳郑司琪华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

光伏电站和储能系统联合运行可以从电源侧减少电站出力不确定性,提高电网稳定性。当前光-储电站参与的应用场景较为单一,无法同时兼顾一次、二次调频以及联合售电。针对这个问题,基于“两个细则”的考核规定,提出一种考虑电能量市场和... 详细信息

光伏电站和储能系统联合运行可以从电源侧减少电站出力不确定性,提高电网稳定性。当前光-储电站参与的应用场景较为单一,无法同时兼顾一次、二次调频以及联合售电。针对这个问题,基于“两个细则”的考核规定,提出一种考虑电能量市场和一、二次调频服务的具有多场景兼容性的日前-日内滚动优化运行策略。首先,分析了一、二次调频信号特性,提出了多应用场景调度分辨率下的光伏电站混合储能日前-日内协同优化策略框架。然后,以场站联合收益最大为目标,建立了计及储能二次调频能力的日前优化模型,并在日内阶段考虑实际各场景出力优先级,动态滚动优化求解得到储能系统运行计划。最后,利用黑龙江大庆地区某光伏电站实际数据进行了仿真验证,并对模型进行了灵敏度分析,算例表明所提出的优化策略能够发挥不同储能资源的调度潜力,可有效提升电站上报准确率以及调频能力。

关键词：光-储电站混合储能一次调频二次调频协同运行策略

基于KDE传递熵因果分析的强迫功率振荡扰动源定位方法

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 1-12页

作者：王丽馨王思宇杨德友高晗沙东鹤蔡国伟东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150001

准确、快速定位强迫功率振荡源是抑制强迫功率振荡的关键。在强迫功率振荡过程中,扰动源机组持续向电网中注入能量,非扰动源机组持续吸收能量,扰动源机组与非扰动源机组功率振荡响应之间存在因果关系。从因果关系角度出发,提出了一种基... 详细信息

准确、快速定位强迫功率振荡源是抑制强迫功率振荡的关键。在强迫功率振荡过程中,扰动源机组持续向电网中注入能量,非扰动源机组持续吸收能量,扰动源机组与非扰动源机组功率振荡响应之间存在因果关系。从因果关系角度出发,提出了一种基于核概率密度(kernel density estimation,KDE)传递熵(transfer entropy,TE)因果分析的电力系统强迫功率振荡扰动源快速定位方法。该方法首先利用电力系统广域量测信息构建系统各发电机有功功率对之间的KDE传递熵模型,进而采用滑动窗方式计算各发电机对间的传递熵大小。通过对不同发电机对计算得到的传递熵统计结果进行量化比较,确定系统各量测量之间因果传递方向,从而实现系统强迫功率振荡扰动源快速定位。最后,通过IEEE 4机2区域系统及IEEE 16机5区域测试系统仿真数据验证了所提方法的可行性及有效性。

关键词：电力系统强迫功率振荡 KDE传递熵因果关系扰动源定位

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基于改进的黑翅鸢优化极限学习机的色差分类

激光与光电子学进展 2025年

作者：陈家乐李晓斌孙海燕上海应用技术大学电气与电子工程学院

针对目前人工色差分类效率低的问题，提出一种基于多策略改进的黑翅鸢优化（Multi-Strategy Improved Black-Winged Kite Algorithm）极限学习机染色织物色差分类模型。首先，考虑到极限学习机算法随机初始化的隐藏层权重和偏置会导致... 详细信息

针对目前人工色差分类效率低的问题，提出一种基于多策略改进的黑翅鸢优化（Multi-Strategy Improved Black-Winged Kite Algorithm）极限学习机染色织物色差分类模型。首先，考虑到极限学习机算法随机初始化的隐藏层权重和偏置会导致训练模型不均匀和算法不稳定，利用黑翅鸢优化算法对这两个关键参数进行寻优。其次，引入镜面反向学习、黑翅鸢绕道觅食、纵横交叉策略提升黑翅鸢优化算法的收敛速度和全局寻优能力。最后，构建多策略改进黑翅鸢优化极限学习机（MBKA-ELM）模型进行布料色差等级分类，准确率可达98.8%，验证了该方法代替色差计算公式进行色差检测的可行性。对比实验表明，MBKA-ELM模型经过10次迭代便开始趋于稳定，且比同类型模型具有更高的分类精度。将该模型与传统极限学习机、黑翅鸢优化极限学习机模型（BKA-ELM）、班翠鸟算法优化极限学习机模型（PKO-KELM）、冠豪猪算法优化极限学习机模型（CPO-ELM）、美洲狮优化极限学习机模型（PUMA-ELM）和蛇优化极限学习机模型（SO-ELM）的分类精度对比，分别提升13%、3.4%、1.4%、5%、4.2%和3%。证明了所提色差分类模型具有更好的收敛速度和分类精度。

关键词：色差分类黑翅鸢优化算法极限学习机

多源耦合不确定性下含电氢储能的微电网低碳容量优化配置研究

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储能科学与技术 2025年

作者：李明尹文良李勇康孙晨业陈佳佳山东理工大学电气与电子工程学院

在全球能源转型的背景下，微电网作为一种灵活的分布式资源有效集成方案，对于能源系统的可持续发展显得至关重要。微电网不仅能够提升电力系统的灵活性和可靠性，还为实现低碳经济目标提供切实可行的途径。本文以提高微电网的运行经济... 详细信息

在全球能源转型的背景下，微电网作为一种灵活的分布式资源有效集成方案，对于能源系统的可持续发展显得至关重要。微电网不仅能够提升电力系统的灵活性和可靠性，还为实现低碳经济目标提供切实可行的途径。本文以提高微电网的运行经济性、稳定性和低碳性为目标，旨在考虑多源耦合的不确定性环境下，探索含电氢储能的微电网低碳经济优化配置方案。具体而言，首先在分析微电网中各单元运行特性的基础上，应用场景生成和基于改进的K-means聚类算法，构建风电、光伏发电及电力负荷的典型场景集来处理不确定性问题。然后，以综合成本最小化为微电网上层容量优化的目标，以系统总运行成本的最小化为下层运行优化的目标。同时引入阶梯碳交易机制，建立微电网双层优化配置的模型。最终，结合改进的乌燕鸥算法和混合整数线性规划方法求解所建立的双层优化模型，进而确定微电网的最优容量配置。通过基于华中地区某地年气象和负荷数据的算例分析，验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：微电网氢储能配置优化双层优化不确定性建模

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高转矩密度游标永磁电机拓扑定向构造方法

中国电机工程学报 2025年

作者：房莉曲荣海李大伟华中科技大学电气与电子工程学院

近年，一类基于多工作磁密谐波的游标永磁电机获得高度关注，在同样电磁负荷水平下，其转矩密度可达到常规永磁同步电机的近2倍。然而，现有各类拓扑的改进普遍是对已有拓扑尺寸参数迭代优化，这导致气隙磁密谐波成分固化、特征耦合严... 详细信息

近年，一类基于多工作磁密谐波的游标永磁电机获得高度关注，在同样电磁负荷水平下，其转矩密度可达到常规永磁同步电机的近2倍。然而，现有各类拓扑的改进普遍是对已有拓扑尺寸参数迭代优化，这导致气隙磁密谐波成分固化、特征耦合严重，难以充分发挥单位磁密下的谐波转矩产生能力，进一步提升转矩密度困难。因此，该文提出一种高转矩密度游标永磁电机拓扑定向构造方法，基于气隙磁导微元理论模型，并提出谐波分析和磁通分析2种计算方法，旨在定量、直观地阐释平均转矩产生机制。进一步，研究提升多磁密谐波协同产生转矩的方法，并最终提出电磁拓扑定向构造技术，为提升电机转矩密度，探索单位磁密转矩产生能力上限的科学问题提供理论基础与技术支撑。最终，定向构造了2款游标永磁电机，并进行详细的电磁性能分析，在此基础上制作样机并进行实验验证，进一步验证设计与分析结果的正确性与有效性。

关键词：游标永磁电机转矩密度谐波分析磁通分析拓扑构造