电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于功率矩准则的分布式光伏承载能力时序可行域解析求解方法

    罗凤章;孔矿玉;郭玥;宋钰;王旭阳;周泊宇;

    可行域是评估分布式光伏承载能力的重要工具,然而凸包络法和逐点法等传统求解方法求解过程复杂,耗时过长。为此,提出一种基于功率矩准则的分布式光伏承载能力可行域求解方法。首先,计及光伏接入位置及容量对配电网电压、电流的共同影响,定义功率矩的概念,并给出功率矩的数学表达方法;然后,计及电压偏差约束和支路电流约束,构建基于功率矩准则的配电网光伏承载能力静态可行域解析模型,进一步考虑光伏时序特征,提出光伏承载能力的时序可行域求解方法;最后,基于IEEE 33节点系统验证本文所提模型和方法的有效性。结果表明,本文所提出的功率矩方法可以快速且准确地求解得到分布式光伏承载能力的可行域。

    2026年03期 v.38;No.266 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1049K]
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  • 融合时变滤波经验模态分解与熵峭比的行波波头标定法

    黄昕飞;刘凤;邵杰;蔡田田;陈军健;李俊业;

    针对配电网行波波头标定方法易受噪声、波头畸变影响的问题,提出融合时变滤波经验模态分解与熵峭比的行波波头标定法。首先分析行波信号在长短分支线路的传播过程,揭示分支线路与行波波头畸变之间的内在联系,进而通过时变滤波经验模态分解行波信号得到多个固有模态分量,有效抑制模态混叠并保留高频波头特征,并引入熵峭比选取有效的模态分量,在此基础上通过Teager能量算子对有效模态分量进行波头标定,得到行波首波头到达检测端的精确时刻。仿真结果表明,相较于现有方法,该方法不仅显著提升了行波波头标定精度,更适用于畸变行波信号,同时验证了其具有较强的抗噪能力,能够提升配电网故障行波定位精度,为复杂配电网故障定位提供了可靠技术支撑。

    2026年03期 v.38;No.266 12-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
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  • 时变滤波互补集合经验模态分解和STET的配电网故障定位方法

    郭成;李晓明;何觅;

    针对配电网故障行波在强噪环境下波头提取困难导致故障定位不准确问题,提出一种基于时变滤波互补集合经验模态分解和二阶瞬态提取变换的配电网故障定位方法。首先,利用时变滤波互补集合经验模态分解对含强噪的行波信号进行分解得到各个本征模态分量,并通过计算其能量熵增量来选取有效信号进行重构,得到降噪后的行波信号。然后,再利用改进自适应噪声完备经验模态分解算法对降噪后信号进行分解,提取含故障信息的本征模态分量。最后,对提取后的分量进行二阶瞬态提取变换,凸显行波突变特征,实现波头到达时间的准确提取,并利用改进双端法完成故障的精确定位。通过仿真验证,所提方法在强噪声环境下的故障定位误差均小于1%,且在多类故障条件下均保持良好的适用性与定位精度。

    2026年03期 v.38;No.266 24-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K]
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  • 考虑界面太阳能蒸汽发电的海岛微电网水-电-氢协同优化

    粟世玮;李可;李咸善;吕振宏;吴仕龙;李欣;

    为解决海岛淡水资源匮乏、新能源波动性强等问题,提出一种含界面太阳能蒸汽发电、波浪能发电的海岛微电网系统,通过聚偏氟乙烯生物质碳基光热膜实现光热发电与海水淡化。首先,以电负荷、氢需求和水需求为核心,联合考虑水-电-氢协同配置,建立含界面太阳能蒸汽发电的海岛微电网优化模型;其次,采用拉丁超立方抽样结合Kantorovich场景削减法处理新能源不确定性,得到预测值;然后,以运行成本、能源耦合、设备运行等约束条件构建微电网优化调度模型;最后,以浙江某岛为算例进行验证。算例结果表明,该模型可有效满足区域内氢和淡水需求,且淡水产出量充足、电制氢收益可观,验证了其在提高新能源消纳、海岛能源自给率方面的综合优势。

    2026年03期 v.38;No.266 36-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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  • 大规模风电经柔直送出系统交流汇集线路测距式纵联保护方案

    陈瑞;黄天啸;张思琪;张璐;

    大规模风电经柔直送出系统交流汇集线路,因两侧换流器采用负序电流抑制策略导致不对称故障特征微弱,为解决现有工频量交流保护性能不足的问题,提出一种适用于大规模风电经柔直送出系统交流汇集线路的测距式纵联保护方案。首先剖析现有距离保护不正确动作机理,结合不同故障下的等值序网图及边界约束方程,利用双端电气量信息及实虚部分离算法,在送端换流站采用主动负序电流控制策略时,分析送端换流站侧保护安装处至故障位置的距离比例系数解析式。然后,基于该故障距离比例系数构造高灵敏保护启动判据,实现区内外故障的判断。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建双端柔直送出系统仿真模型。仿真结果表明,所提保护方案可以准确判别区内外故障,同时不受负序电流注入幅值、线路长度及过渡电阻的影响。

    2026年03期 v.38;No.266 45-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1182K]
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  • 基于频谱泄漏抑制的改进FFT宽频测量算法

    徐恒山;赵杰;李旭涛;钟怡宸;任勇;马辉;

    针对传统快速傅里叶变换方法测量宽频信号时频谱泄漏导致精度下降的问题,提出一种改进快速傅里叶变换宽频信号测量算法。首先,基于傅里叶变换分析宽频信号的频谱分布,发现采样频率与信号频率不匹配及信号截断效应会导致频谱泄漏;然后,采用Nuttall-Kaiser组合窗和周期补偿函数对频谱泄漏问题进行校正,利用全相位快速傅里叶变换算法的卷积窗性质对旁瓣衰减进行抑制,以降低频谱泄漏对频谱精度和幅度的影响;最后,采用西北某电站实际信号对所提方法进行验证。结果表明,相较于传统快速傅里叶变换方法,所提的改进快速傅里叶变换方法不仅能精确获取宽频信号的幅值和频率等信息,还能显著减少信号频率泄漏,提升信号测量精度。

    2026年03期 v.38;No.266 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K]
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  • 面向拓扑变化的暂态电压稳定智能评估及快速更新策略

    李欣;刘静茹;吴凌霄;赵乔;郭攀锋;赵伟杰;

    针对暂态电压评估模型复杂结构导致的在线更新效率受限问题,本文基于具有时空特征提取能力的评估模型,提出一种融合样本动态生成和参数微调的暂态稳定评估方案。首先,利用闭式连续时间神经网络提取时序数据隐藏特征,并基于神经回路策略构建评估模型与电网拓扑的对应关系,提升模型对时空特征的感知能力以及电网拓扑变化的跟随能力;其次,基于拓扑变化前后的样本相似度对比,动态调整样本生成数量,以加速构建更新样本集,并利用迁移学习快速更新模型关键参数,此外,引入基于异构样本的时间自适应评估方法来平衡在线评估的及时性和准确性;最后,在IEEE 39节点和IEEE 145节点系统进行算例分析,验证本文所提方法的有效性。

    2026年03期 v.38;No.266 65-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 风电经柔性直流输电并网系统频率响应特性分析方法

    张芳;李正茂;吕凌飞;

    针对双馈风电场经模块化多电平换流器高压直流输电并网系统的频率响应特性,本文基于小信号线性化理论推导出含控制系统动态的详细频率响应模型。相较于采用惯性环节代替控制系统详细模型建立的简化频率响应模型,所提模型解决了系统简化频率响应特性与实际频率响应特性存在偏差的问题。在此基础上,引入鲁棒控制理论中的H_2与H_∞范数作为系统抑制频率扰动能力的量化指标,求解系统频率变化量与负荷扰动量之间传递函数的H_2与H_∞范数,分析系统调频参数对频率响应特性的影响程度,并提出一种基于H_2与H_∞范数的系统调频参数整定方法。通过仿真验证了所建详细频率响应模型与系统频率响应特性分析方法的有效性,为研究风电经MMC-HVDC并网系统的精确频率响应特性和调频参数整定提供理论依据和参考。

    2026年03期 v.38;No.266 77-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
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  • 碳市场下考虑混合博弈的多园区综合能源系统优化调度

    于静梅;王兴隆;

    为实现多园区综合能源系统低碳经济优化调度目标,提出一种综合考虑系统供能侧与负荷侧、碳激励及混合博弈的多园区综合能源系统优化调度模型。首先,考虑阶梯碳交易机制,供能侧激励不同园区综合能源系统在产能中减少碳排放量;其次,用户侧引入激励型需求响应策略,鼓励用户根据供能侧对不同负荷激励价格调整用能行为;然后,多园区综合能源系统进行电能交互供应模式,构建园区综合能源系统内供能侧与用户侧主从博弈模型,分别描述多个园区综合能源系统的供能侧与用户侧能源互动关系;同时,构建园区综合能源系统用户侧负荷及储能设备合作博弈模型,即一种综合性多园区综合能源系统优化调度混合博弈模型;最后,通过多个算例场景,验证所提方法的有效性,实现多园区综合能源系统低碳经济运行。

    2026年03期 v.38;No.266 89-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
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  • 基于改进目标检测网络的输电线路舞动检测

    付文龙;熊浩伟;陈慧;贾骏;文斌;杨楠;

    为检测输电线路舞动情况,保障输电网络运行稳定性与可靠性,提出一种基于改进目标检测网络的输电线路舞动检测方法,对输电线路的舞动进行检测。首先,使用目标检测网络YOLO11的旋转检测框对监控视频中的输电线路进行检测,使得检测框能够更好地包围目标位置;其次,利用融合了BiFormer注意力机制的C3模块替换一部分C3k2模块,利用简化的快速空间金字塔池化模块替换快速空间金字塔池化模块并引入PIoU损失函数,对网络进行改进,提高网络对图像的特征提取能力以及检测精度;最后,对检测框所检测到的输电线路进行位置提取并绘制舞动轨迹。实验结果表明,与未改进的网络相比,本文方法具有更好的舞动检测效果及检测精度,其精确率及均值平均精度分别提高了2.4%、1.3%。

    2026年03期 v.38;No.266 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1349K]
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  • 双有源变换器的脉冲功率模块预测控制策略

    陈莉;缪强;毛光亮;王洪炳;

    针对脉冲负载瞬时高功率引起的供电电源输出电压剧烈波动及周期性脉冲变化引发的动态响应失衡等问题,提出一种具有快速动态性能和强抗干扰能力的双有源全桥变换器模型预测控制策略。首先,建立双有源全桥变换器离散模型,构建抑制输出电压稳态抖动和输出电压收敛的成本函数;其次,为提高算法运算速率,提出成本函数优化的固定开关频率及自适应步长寻优模型预测控制,在此基础上引入脉冲功率模块以应对脉冲电流输出带来的电源系统冲击;最后,搭建实验平台,验证基于脉冲功率模块双有源变换器模型预测控制策略的有效性。结果表明,所提方法具有较强的电压偏差抑制性,显著提高了脉冲电流工作时变换器的动态性能。

    2026年03期 v.38;No.266 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K]
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  • 风灾影响下考虑移动氢储能的配电网滚动恢复策略

    薛宇晴;杨镜非;许家乐;

    配电网负荷恢复效率是评估其应对极端事件能力的重要指标。考虑到风灾影响下交通网会受到一定影响,为解决重要负荷恢复问题,提出一种考虑时空双维度的移动氢储能滚动恢复策略。首先,采用改进Rankine风场模型计算线路故障概率,根据蒙特卡罗法模拟故障场景;其次,考虑配电网与交通网耦合关系,建立时空任务链分层模型,以Dijkstra最短路径和加权负荷失电量最小为目标,确定移动氢储能和抢修队配置策略;最后,以IEEE 33节点配电网与26节点交通网为例,对不同方案下的调度与恢复结果进行分析,探究移动氢储能对于负荷恢复的辅助作用。结果表明,所提策略可以充分发挥移动氢储能的时空灵活性,合理协调其与抢修队之间的行动决策,提高重要负荷的恢复效果。

    2026年03期 v.38;No.266 114-123+131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K]
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  • 深度学习在变电站巡视预置位偏移校正中的应用

    廖全飞;王睿之;阳志国;曾伟;刘金超;房萍;

    针对变电站智能巡检中摄像头预置位偏移导致的图像分析失败,以及传统方法因计算效率低、复杂场景鲁棒性差难以满足实时校正需求的问题,提出一种基于深度学习的预置位偏移自动校正框架。首先采用GhostNetV3轻量级卷积神经网络改进优化的SuperPoint算法提取高密度鲁棒性特征;然后利用空间-响应联合的稀疏特征采样方法,保留高价值特征点;最后通过分层匹配策略与可变形注意力机制局部精化结合优化LightGlue算法,实现特征点快速匹配。实验表明,所提方法在自建多光照数据集上的平均匹配速率达到121 ms,较传统方法耗时减少了492 ms,平均匹配准确率达到了97.8%,且强光与阴影场景下的鲁棒性显著优于现有技术。

    2026年03期 v.38;No.266 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
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  • 基于数据驱动和聚类分析的城市电力碳排放核算方法

    王洋;边疆;王旭东;高毅;项添春;罗帅;

    针对城市电力系统碳排放源多样、消费路径复杂导致的精准核算与监管难题,提出一种基于数据驱动和聚类分析的城市电力碳排放核算方法。通过整合能源生产、消费及碳减排多源异构数据,构建覆盖全链条的碳排放核算模型。首先,采用主成分分析和轮廓系数优化的K均值聚类算法对用户用电行为进行特征降维与分类;其次,结合局部离群因子检测算法和基于K最近邻数据补全算法提升数据质量;最后,提出碳流导向的电力碳排放因子计算模型,量化购入电力隐含碳排放,并对所提算法得到的碳排放核算结果进行评估。结果表明,该方法可为城市电力系统低碳转型提供技术支撑。

    2026年03期 v.38;No.266 132-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 考虑需求响应的钢厂与电网协同优化方法

    韩晓男;高源;蔡萍;张中丹;谢忱峥;孙英云;

    随着可再生能源并网容量不断增加,考虑需求侧资源参与电网调度过程,以实现减少电网运行成本并提高可再生能源消纳水平。短流程炼钢中的电弧炉具有调节潜力大的特点,可以作为参与电网灵活运行的新型资源。为此,首先结合电弧炉实际生产特性,建立电弧炉负荷机理模型。进而构建钢铁厂-电网协同优化双层模型以刻画双方互动过程。上层为以电网侧运行成本最小为目标,提出能量电价、激励价格制定方法;下层根据上层传递的电价信息,以最小化运行成本为目标,优化电弧炉运行状态。然后进行上、下层迭代求解,直至结果收敛。最后,采用实际算例进行仿真计算。结果表明,所提方法能够精确描述电弧炉实际生产特性,同时兼顾电网侧和负荷侧的经济收益,在一定程度上增加了新能源利用率。

    2026年03期 v.38;No.266 140-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
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  • 考虑多参数变化下的单相T型三电平逆变器稳定性分析判据

    乐书宇;孙章;王军;廖勇;吴昀璞;黎兴源;

    为解决单相T型逆变器应用中面临的内部多参数变化从而影响系统稳定性的问题,提出用于分析单相T型三电平逆变器在多参数变化下的稳定性判据。首先,建立单相T型三电平逆变器的小信号数学模型,根据建立的单相T型三电平逆变器小信号模型,利用谐波平衡法进行系数矩阵的数值计算从而求得系数矩阵;第二,通过建立的小信号模型提出系统的稳定性判据,对系统进行稳定性分析;第三,利用对比实验研究各参数取值对系统稳定性的具体影响;最后,绘制多参数下系统稳定性边界,对所得结果进行仿真验证。仿真验证与理论分析基本吻合,证明了所提方法的正确性。

    2026年03期 v.38;No.266 149-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K]
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