2022年 第44卷 第7期    刊出日期：2022-07-25

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综合能源系统

面向智慧园区系统的网络攻击关联分析与防护策略研究

李惠军, 陆建强, 周霞, 解相朋, 万磊

2022, 44(7):  1-9.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.001

摘要 ( 255 )   HTML ( 6 )   PDF (2298KB) ( 228 )  

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智慧园区系统内各层次时刻遭受网络攻击的威胁,为提高智慧园区系统面向网络攻击威胁的应对能力与恶意攻击事件识别的精度和效率,提出面向智慧园区系统的网络攻击关联分析方法,其是采用频繁模式增长（FP-Growth）算法的网络攻击异常事件关联规则分析技术。首先利用FP-Growth算法快速挖掘异常事件频繁项集,训练关联规则;其次利用灰色关联分析算法生成实时异常事件对于网络攻击异常表现形式的元素集合;接着结合关联规则实现网络攻击场景的在线识别;同时针对匹配的攻击场景所对应的环节提出网络攻击防护策略,进行网络攻击防御,消除攻击影响;最后在不同数据量下验证所提方法在关联规则训练方面效率的优越性,并以智慧园区系统负荷频率控制（LFC）业务为场景验证所提网络攻击防护策略的可行性和有效性。

综合智慧能源系统中抽水蓄能电站两部制电价研究

李华, 郑洪纬, 周博文, 李广地, 杨波

2022, 44(7):  10-18.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.002

摘要 ( 216 )   HTML ( 8 )   PDF (1048KB) ( 251 )  

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作为最成熟的储能形式,抽水蓄能是未来综合智慧能源系统支撑“碳达峰、碳中和”目标实现的重要组成部分,但缺乏合理的电价制定策略是制约其发展的重要因素。针对该问题,研究了综合智慧能源系统中,可再生能源与抽水蓄能联合运行场景下,抽水蓄能的两部制电价机制。根据经营期定价法确定抽水蓄能容量电价,考虑“抽水蓄能+可再生能源”的经济性优势,建立抽水蓄能与风电联合优化调度模型,以引入抽水蓄能后的系统总成本减少量和抽水成本为目标函数,得到抽水蓄能的合理抽发策略,再以价格需求关系和补偿变动成本为原则分别制定抽水蓄能电站抽水时段和发电时段的电量电价。最后通过算例仿真分析了抽水蓄能电站对实现系统低碳运行的作用以及电站抽水成本对电价的影响,验证了抽水蓄能两部制电价制定策略的有效性。

英国新型电力系统建设经验以及对我国省级电网发展启示

王盛, 谈健, 史文博, 邹风华, 陈光, 王林钰, 惠红勋, 郭磊

2022, 44(7):  19-32.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.003

摘要 ( 210 )   HTML ( 7 )   PDF (2088KB) ( 278 )  

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构建以新能源为主体的新型电力系统是推动电力系统清洁低碳转型,落实国家“双碳”战略的重要举措。然而大规模可再生能源的接入可能带来调峰能力不足、局部阻塞加剧和系统惯量缺失等安全稳定运行挑战。英国与我国部分典型省份自然资源禀赋与电力系统情况相近,且在应对高比例可再生能源接入问题上进行了有效的先行探索,因此对我国新型电力系统的建设具有参考价值。首先介绍了英国电力系统发用双侧的转型历程,以及碳排放、消费侧和能源系统三方面的转型目标。其次,从政策法规引导、资源基础建设、电力市场机制、输配系统信息化、技术装备应用和调控运行方式六方面梳理了英国应对高比例可再生能源接入的先行探索。最后,从因地制宜开发利用低碳资源禀赋、顺应技术发展调整政策法规支撑、优化灵活公平统一开放的市场机制、稳步推进新技术应用与数字化转型和积极探索系统升级与运行调控手段五方面归纳了英国新型电力系统建设的经验,并以江苏为例,提出了对我国省级电网的发展启示。

基于热网驱动的综合能源新型空气源高温热水机组性能研究

孙健, 秦宇, 王寅武, 吴可欣, 郝俊红, 杨勇平

2022, 44(7):  33-39.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.004

摘要 ( 185 )   HTML ( 1 )   PDF (1193KB) ( 222 )  

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常规电动热泵应用于寒冷地区能效较低,且溴化锂吸收式热泵机组的蒸发极限运行温度为5 ℃,因此基于吸收式循环的空气源热泵在我国东北地区零下气温环境中无法工作。提出一种将压缩式循环与吸收式循环进行耦合的创新型低环温空气源热泵,旨在综合能源系统中利用城市热网驱动高效制取高温热水,解决了电动热泵在低温环境中性能差及电费成本高的技术难题。首先分析耦合热泵机组的运行原理,其次对提出的新型热泵机组进行仿真模拟。通过模拟计算得出双相变换热器蒸发温度、热水出口温度、环境温度以及水蒸气压缩机压比对热泵制热性能的影响规律。通过对4种不同工况的理论计算和分析以及与压缩式热泵的对比,验证了所提出新型低温空气源热泵系统具有良好的性能优势和工业应用推广价值。

智能电力

基于纳什议价的共享储能能源互联网络双目标优化

冶兆年, 赵长禄, 王永真, 韩恺, 刘超凡, 韩俊涛

2022, 44(7):  40-48.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.005

摘要 ( 226 )   HTML ( 2 )   PDF (1231KB) ( 190 )  

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能源互联网建设成为支撑新型电力系统、促进可再生能源规模化发展、助力“双碳”目标实现的重要趋势。针对能源互联网中独立储能技术应用于新型能源系统面临技术经济性差以及容量难以匹配的问题,提出了共享储能收益与能源互联网络用能成本的双目标优化;针对能源互联网络内不同分布式冷热电能源系统间利益分配不均衡的问题,引入纳什议价进行利益分配。1个共享储能服务商和4个分布式冷热电能源系统组成的能源互联网络案例分析表明：随着共享储能容量的增加,共享储能收益与能源系统运行成本组成的非劣解变优,但非劣解改进优化的空间越来越小;加入纳什议价后,分布式冷热电能源系统之间成本降低更为均衡,可提高用户参与共享储能的积极性,避免用户因参与共享储能后获益较低而不参与共享,但由于纳什议价对用户的运行成本进行了约束,共享储能收益与能源系统运行成本整体变劣。

基于自适应学习率萤火虫算法的多能源系统联合优化调度

张荣权, 李刚强, 卜思齐, 刘芳, 朱玉祥

2022, 44(7):  49-57.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.006

摘要 ( 235 )   HTML ( 6 )   PDF (1577KB) ( 208 )  

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随着碳中和目标下分布式新能源发电的快速增长以及多能协同技术的不断成熟,多能源系统（MES）得到了快速发展,成为未来能源的主要承载形式。但MES包括生产、存储、消费等复杂环节,其经济运行面临挑战。在MES框架下构建了包含新能源发电站、电池储能装置和冷热电联供装置的经济优化模型,以弃风弃光惩罚成本、电池储能装置放电损耗成本、燃气轮机燃气成本、碳排放惩罚成本等最小为目标函数,以电池储能装置的充放电特性、光伏与风力发电机组的出力特性、冷热电平衡等为约束条件,采用一种新型的自适应学习率萤火虫算法（ALRFA）对优化模型进行求解,通过引入自适应学习率参数,可避免陷入局部最优、收敛速度慢等问题。以某园区的用户冷热电负荷为例,验证了所提模型和优化算法的有效性和可行性。

多能互补综合能源系统混合能流计算方法及算例

郭祚刚, 袁智勇, 徐敏, 雷金勇, 李朋岳, 谈赢杰

2022, 44(7):  58-65.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.007

摘要 ( 243 )   HTML ( 3 )   PDF (2074KB) ( 246 )  

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以可再生能源为主的综合能源系统利用多能源之间的耦合机制实现多能互补,促进可再生能源消纳,提升系统的能源利用效率,助力实现碳达峰、碳中和目标。建立了电-气-热耦合综合能源系统的混合能流计算模型,采用牛顿-拉夫逊迭代算法进行混合能流计算。为验证混合能流算法的有效性,构建了724节点电-气-热耦合综合能源系统混合能流仿真算例,其中275节点电力网络接入了14处分布式电源,228节点热力网络包含了99节点供蒸汽热力网络及129节点供生活热水网络。仿真结果表明,该算法既可以实现时间断面的混合能流仿真,同时具备连续时间混合能流仿真能力,可用于综合能源系统运行状态以及多能源网络供能品质等场景的评估。

考虑断面负载率的县域内部新能源电力自平衡交易调度策略研究

路尧, 顾晓希, 尹硕, 陈兴, 金曼

2022, 44(7):  66-72.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.008

摘要 ( 190 )   HTML ( 6 )   PDF (1279KB) ( 210 )  

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“双碳”目标下,随着新能源并网规模逐渐增大,新能源出力的随机性和波动性将会进一步影响系统安全稳定运行。针对县域对外联络线断面负载率频繁波动的问题,提出一种考虑断面负载率的县域内部新能源电力自平衡交易调度策略,建立考虑断面负载率的日前-实时双层交易联合优化模型。仿真计算表明,该策略相比于仅运用储能技术的单纯物理方法来说,可以显著提升新能源就地消纳率,减少联络线潮流波动,优化断面负载率,维护电网稳定。

双碳体系

能耗“双控”向碳排放“双控”转变的实施路径研究

谢典, 高亚静, 芦新波, 刘天阳, 赵良, 赵勇

2022, 44(7):  73-80.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.009

摘要 ( 220 )   HTML ( 2 )   PDF (1286KB) ( 366 )  

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我国已提出创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”的转变,但如何科学合理地制定相关政策并有效实施还存在诸多问题。在分析我国能源消费与碳排放总量和强度现状的基础上,梳理了能耗“双控”政策提出的背景以及不同时期的内涵及执行情况。结合经济/社会发展水平、能源消费结构、碳排放来源组成、绿色技术发展现状等因素,剖析了能耗“双控”向碳排放“双控”转变的必要性及面临的挑战,从核算体系、实施路径、实施阶段3个方面提出了推进的措施。最后,研究了碳排放“双控”政策对我国能源电力消费的影响,从煤电绿色转型、发展非化石能源、推动负碳技术应用、加强碳资产管理、加快碳中和人才培育5方面提出了发电企业的应对策略。

数字化背景下电力数据要素定价机制优化研究

喻小宝, 章天浩, 邓思维

2022, 44(7):  81-89.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.07.010

摘要 ( 165 )   HTML ( 3 )   PDF (1357KB) ( 240 )  

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“双碳”目标背景下,利用大数据等技术实现行业的数字化转型成为电力行业实现提质增效、节能减排降耗的重要手段。然而,目前针对电力数据资产定价问题的研究大多未考虑风险因素,电力数据要素定价及优化一直是学界研究的热点。首先,对成本法、数据价值实现风险、电力数据要素定价优化模型等进行了理论综述;其次,构建电力数据要素定价优化模型,并将数据的价值实现风险和市场供求因素2个风险因素纳入到优化模型中;最后,以某企业能效监测产品为例,验证电力数据要素定价优化模型的有效性。