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深度强化学习在含分布式柔性资源的电网优化调度中的应用研究综述

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中国电机工程学报 2024年

作者：高冠中杨胜春郭晓蕊姚建国李亚平朱克东严嘉豪中国电力科学研究院有限公司

自2020年我国提出“双碳”目标以来，屋顶光伏、电动汽车、分布式储能等灵活柔性资源呈海量化发展趋势，为新型电力系统平衡提供巨大调节潜力。但海量化柔性资源的多重不确定因素增加，时空决策变量愈发复杂高维，精确机理建模难度遽增... 详细信息

自2020年我国提出“双碳”目标以来，屋顶光伏、电动汽车、分布式储能等灵活柔性资源呈海量化发展趋势，为新型电力系统平衡提供巨大调节潜力。但海量化柔性资源的多重不确定因素增加，时空决策变量愈发复杂高维，精确机理建模难度遽增，导致传统优化方法在求解含大规模、高度随机、认知困难的柔性资源电网优化调度问题时遇到瓶颈。近年来，深度强化学习作为新一代机器学习范式，在详细模型参数未知的情况下，通过与环境的交互学习最优策略，展现出应对此类挑战的能力。对此本文基于深度强化学习方法，综述含分布式柔性资源的电网优化调度研究，具体而言：首先分析资源的运行特征、问题建模、求解策略等；其次简要概述算法的原理与分类；接着按照调度问题的不同侧重点，划分“需求侧用户能量管理、聚合层集群协调响应、电网端优化运行控制”场景，分析典型应用、算法效果等，并总结优势与不足，提出可改进点；最后，从仿真环境搭建、改进求解策略、增强智能体性能等方面，对未来的研究方向进行分析与展望。

关键词：分布式柔性资源优化调度深度强化学习数据驱动方法新型电力系统

基于变流器系统状态空间法的小干扰稳定分析与控制研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：龚浩岳郭强郭剑波周勤勇张健张立波高磊中国电力科学研究院有限公司

随着经变流器并网的各类新能源大规模接入系统，传统基于机电暂态模型的状态空间法已无法反应各类电磁暂态尺度的宽频振荡现象。电磁暂态分析多以电压、电流的瞬时值为分析对象，无传统意义的平衡点，现有各类判定稳定性理论均难以直接... 详细信息

随着经变流器并网的各类新能源大规模接入系统，传统基于机电暂态模型的状态空间法已无法反应各类电磁暂态尺度的宽频振荡现象。电磁暂态分析多以电压、电流的瞬时值为分析对象，无传统意义的平衡点，现有各类判定稳定性理论均难以直接使用。文中从渐进稳定性的基本定义入手，结合电力系统的特点，首先定义了电磁暂态尺度各状态变量的类型及其稳定性，并证明了应用Park变换不会改变非线性系统的稳定性；其次，构建了典型电源元件、电网元件的电磁暂态尺度状态空间模型，并实现了全系统状态空间模型建立；再次，考虑到状态空间法具有全局全要素分析的特点，应用特征值灵敏度与右特征向量，分析了不同振荡模态的主导影响因素与各状态变量、各机组的参与情况；最后，结合典型多机系统算例验证了所提方法的可行性与正确性。

关键词：状态空间特征值电力系统电磁暂态

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基于双层功率分配的智能配电网协同优化策略

高电压技术 2024年第7期 3029-3038页

作者：张彬文王新迎李烨闫冬中国电力科学研究院有限公司

针对新能源出力的强随机性、间歇性影响配电网功率平衡问题，提出了一种融合多步贪婪策略改进的深度双Q网络(double deep Q network, DDQN)算法和一致性算法的双层功率分配策略，该方法在源荷波动情况下可自适应调整配电网各机组出力，... 详细信息

针对新能源出力的强随机性、间歇性影响配电网功率平衡问题，提出了一种融合多步贪婪策略改进的深度双Q网络(double deep Q network, DDQN)算法和一致性算法的双层功率分配策略，该方法在源荷波动情况下可自适应调整配电网各机组出力，保证功率调节的快速性和经济性。首先，基于“资源集群”的划分提出了分层分布式功率分配框架，将智能配电网功率分配问题分解为协调调度层和自治层功率优化分配模型进行求解。然后，协调调度层采用多步贪婪策略改进的DDQN算法来实现“资源集群”间的功率分配，自治层提出以成本微增量为一致性状态变量的功率动态分配方法。最后，典型智能配电网算例仿真结果表明，所提的双层功率分配策略能够在新能源波动情况下解决功率的优化分配问题；与多种方法相比，所提方法具有较快的收敛速度和较低的调节成本。

关键词：智能配电网功率分配多步贪婪策略深度强化学习一致性算法

750 kV超高压输电线路对共用走廊并行配电线路三相电压不平衡的影响分析及治理措施

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电气工程学报 2024年第1期19卷 308-315页

作者：包艳艳刘康温定筠张广东丁玉剑国网甘肃省电力公司电力科学研究院兰州730070 国网甘肃省电力公司培训中心兰州730070 中国电力科学研究院有限公司北京100192

受750 kV输电线路电磁感应影响,35 kV配电线路并行接近共用走廊的750 kV输电线路时,35 kV配电线路会出现三相电压不平衡问题,严重时会引起35 kV输电线路继电保护装置动作,影响该线路的运行可靠性,目前国内外针对该问题的治理措施报道较... 详细信息

受750 kV输电线路电磁感应影响,35 kV配电线路并行接近共用走廊的750 kV输电线路时,35 kV配电线路会出现三相电压不平衡问题,严重时会引起35 kV输电线路继电保护装置动作,影响该线路的运行可靠性,目前国内外针对该问题的治理措施报道较少。分析了并行段内不同电压等级导线间的距离、高度、并行长度等参数对35 kV线路三相电压的影响程度,提出了降低35 kV配电线路对地高度并加装屏蔽地线,在35 kV配电线路上加装并联电容器,在35 kV配电线路上加装并联电抗器等保护措施,研究结果表明,采用上述措施可有效改善35 kV配电线路三相电压不平衡问题,提升了配电线路运行可靠性和抵御电磁影响的能力,为750 kV和35 kV线路共用走廊段线路的设计标准制定提供参考方案。

关键词：电能质量共用走廊治理措施配电线路电磁影响

高压断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测技术应用研究

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高压电器 2024年第3期60卷 32-41,49页

作者：边美华张兴森卢展强李君华广西电网有限责任公司电力科学研究院南宁530023

储能蜗卷弹簧是高压断路器操动机构的核心部件,在工作中容易产生疲劳裂纹或损伤,对其超声导波检测是确保电网安全稳定运行的重要措施。文中通过研究断路器储能蜗卷弹簧超声导波传播机理,开展断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测的影响因素分... 详细信息

储能蜗卷弹簧是高压断路器操动机构的核心部件,在工作中容易产生疲劳裂纹或损伤,对其超声导波检测是确保电网安全稳定运行的重要措施。文中通过研究断路器储能蜗卷弹簧超声导波传播机理,开展断路器储能蜗卷弹簧超声导波检测的影响因素分析,同时设计开发了一套断路器储能蜗卷弹簧无损检测的超声导波检测仪器,并经现场实际检测验证,解决了断路器储能蜗卷弹簧在不解体情况下检测难题,为今后储能蜗卷弹簧入网检测提供新的技术手段。

关键词：储能蜗卷弹簧超声导波频散曲线

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以旗舰物种为视角的生物多样性价值评估初探

环境工程技术学报 2024年第3期14卷 1077-1086页

作者：李晓蔚邓陈宁黄小娱谢明辉中国环境科学研究院

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗... 详细信息

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗舰物种进行属性设计;根据预调研结果优化生成正式调研的选择实验问卷;通过问卷调研获取支付意愿;评估局地生物多样性价值。将该方法应用于秦岭(陕西段),选取秦岭大熊猫、秦岭金丝猴、朱鹮为旗舰物种,调查了1288位受访者,结果显示:陕西省内、省外受访者对秦岭生物多样性保护的边际货币支付意愿分别为146.29、212.60元/a,边际时间支付意愿价值分别为240.12、350.01元/a。根据边际支付意愿估算得到秦岭(陕西段)生物多样性价值为4897.72亿~9795.45亿元/a。该方法能较为全面地反映局地生物多样性的价值并兼具可理解性,为生物多样性保护政策的制定与执行提供数据基础。

关键词：旗舰物种选择实验支付意愿生物多样性价值秦岭

一种基于圆周运动轨迹方程的电力系统基波频率测量方法

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电网技术 2024年第7期48卷 2919-2927页

作者：许苏迪袁宇波王晨清郑明忠高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法... 详细信息

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法建立了电力系统电压信号正弦变化的旋转相量圆周运动表征模型,基于匀速圆周运动和变速圆周运动的轨迹运动方程,推导了旋转相量及其导数与系统频率之间的函数关系;利用二次多项式拟合电压信号动态变化的幅值和相角,提出了基于最小二乘法的旋转相量及其导数求解方法,进一步,提出了基于频率网格化的迭代优化方法,消除了频率偏移对算法的影响。仿真和硬件测试表明,所提算法在频率偏移、线性和非线性变化条件下均能准确地测量基波频率。

关键词：频率测量旋转相量圆周运动最小二乘法

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废旧三元锂离子电池回收利用碳足迹

环境科学 2024年第6期45卷 3459-3467页

作者：宋晓聪杜帅谢明辉邓陈宁郭静沈鹏赵慈陈忱中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院环境技术工程有限公司北京100012

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收... 详细信息

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收利用碳足迹核算模型,通过优化电力结构和运输结构,对废旧锂电池回收利用的碳减排潜力作预测评估,此外,使用误差传播方程进行不确定性分析保证碳足迹结果的可靠有效.结果表明,当前中国企业使用湿法技术回收1 kg废旧三元锂电池的碳足迹为-2 760.90 g(定向循环工艺)和-3 752.78 g(循环再造工艺),碳足迹的不确定性分别为16%(定向循环工艺)和15%(循环再造工艺).从碳排放贡献率分析,再生产品阶段是废旧三元锂电池湿法回收利用减碳首要贡献来源,电池获取、拆解和末端处置阶段是增碳主要来源.相比于优化运输结构,通过优化电力结构,可有效实现更大的碳减排潜力,协同优化情景下,相比于优化前可实现14%~19%的碳减排,与原生产品相比定向循环工艺和循环再造工艺分别可实现9%和11%的减排潜力.

关键词：废旧锂电池湿法回收碳足迹减排潜力不确定性分析

特高频-超声联合的GIS/GIL局部放电信号降噪与缺陷定位

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高电压技术 2024年

作者：李星丁登伟许渊姜金鹏陈孝信王雷清华四川能源互联网研究院中国电力科学研究院有限公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

局部放电检测是开展GIS/GIL设备绝缘状态评估的重要手段，特高频和超声波法是现场局部放电检测常用方法。然而，现场干扰复杂、局放信号传播衰减明显，检测到的局放信号信噪比低甚至完全淹没于噪声信号中，导致诊断和定位困难。为此，... 详细信息

局部放电检测是开展GIS/GIL设备绝缘状态评估的重要手段，特高频和超声波法是现场局部放电检测常用方法。然而，现场干扰复杂、局放信号传播衰减明显，检测到的局放信号信噪比低甚至完全淹没于噪声信号中，导致诊断和定位困难。为此，论文研究提出一种基于相干平均的局部放电特高频和超声信号降噪方法。与传统小波降噪和奇异值分解降噪方法相比，本文方法具有更低的MSE，更高的NCC和RNL，且本文方法无需复杂的参数选取。在某水电站开展局部放电现场检测，并对特高频和超声信号进行降噪和定位分析。结果表明，采用本文方法，局放信号噪声从十几mV降低至1 mV以下，可有效提取出了被噪声淹没的局放脉冲。极低信噪比情况下，本文降噪方法也具有良好降噪效果，传统方法则失效。基于降噪后的局放信号成功实现缺陷精确定位，验证了所提降噪方法的有效性。本文研究结果可有效提升局放检测有效性，为GIS/GIL缺陷检测和定位提供了有效支撑。

关键词： GIS/GIL 局部放电声电联合信号降噪缺陷定位