2023年 第45卷 第2期    刊出日期：2023-02-25

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源源互补

含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估

马志程, 李维俊, 周强, 王定美, 吕清泉, 董海鹰

2023, 45(2):  1-9.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.001

摘要 ( 80 )   HTML ( 12 )   PDF (985KB) ( 170 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对包含新能源的多能互补发电系统难以合理量化互补效益的问题，提出了一种基于蒙特卡洛与可信容量的含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估方法。基于序贯蒙特卡洛建立含光热电站的风光联合输出概率模型，实现风电、光伏、光热机组的随机生产模拟，对该联合发电系统的可信容量进行计算并建立互补效益评估指标；然后通过计算不同光热、风光装机配比下的互补效益指标实现含光热电站的风光联合发电系统互补效益的评估；最后采用IEEE-RTS来验证，结果表明，该方法可有效评估含光热电站的风光联合系统的互补效益。

计及公平性的多能合作博弈鲁棒优化调度

王芸芸, 马志程, 周强, 董海鹰

2023, 45(2):  10-21.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.002

摘要 ( 87 )   HTML ( 6 )   PDF (1022KB) ( 114 )  

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针对电力市场环境下多能协调优化运行系统中风电、光伏出力不确定性问题，提出了一种计及公平性的风光储多源合作博弈鲁棒优化调度模型。构建了以风力发电、光伏发电、抽水蓄能电站和光热电站为发电单元的多源发电系统，在发电系统内部建立计及公平性的合作博弈优化调度模型；在合作博弈模型的基础上，结合鲁棒优化理论，引入鲁棒因子，将含有不确定性的约束条件转化为确定性约束，实现模型的鲁棒化。以甘肃某地区电网为例进行算例分析，分析结果表明：模型具有灵活性，能适应不同稳定性要求下的运行需求，系统运营者可通过调整鲁棒系数来调节对系统随机性的容忍度；相比于非合作博弈情景下的收益，采用合作博弈时系统的总体收益高，能够充分发挥合作博弈的优势，促进新能源联合系统的可靠运行。

考虑碳交易与绿证交易的电-热耦合园区低碳规划

曾慧, 杜源, 李涛, 薛屹洵, 孙开元, 夏天, 孙宏斌

2023, 45(2):  22-29.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.003

摘要 ( 119 )   HTML ( 4 )   PDF (1305KB) ( 180 )  

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电-热耦合系统是综合能源系统的典型形式，对其进行合理规划是推动“双碳”目标下园区低碳转型的现实需求。结合碳交易及绿证交易机制，将园区参与碳排放权交易及绿色证书交易的成本引入优化目标，提出了计及分布式光伏接入的电-热耦合园区综合能源系统低碳规划模型。该模型综合考虑了电、热异质能流的耦合特性及分布式光伏、储能设备的运行特性。在P6H10系统上设立3个场景对所提模型进行仿真验证，结果表明在规划模型中考虑碳排放权交易机制和绿色证书交易机制可有效促进园区内分布式光伏和热电联产机组等低碳设备的规划，从而促进园区的低碳转型。在此基础上，对碳交易价格和绿证交易价格进行了灵敏度分析，表明制定合理的碳交易价格和绿证交易价格可有效降低园区总的成本。

考虑天气影响的电-气互联系统可靠性评估

孔振宇, 李宏仲

2023, 45(2):  30-36.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.004

摘要 ( 81 )   HTML ( 1 )   PDF (1034KB) ( 100 )  

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电-气互联系统（EGIES）的可靠性评估是近几年广受关注的问题。由于不同天气情况下元件的故障率不同，因此相比于采用元件平均故障率得到的系统可靠性结果，考虑天气对互联系统可靠性的影响，将会得到更客观的可靠性指标。通过模糊聚类将系统中待分析电力元件所处的天气条件与已有记录中类似的天气聚为一类，求解待求元件所处天气与同类中其余天气样本之间的关联度；根据关联度及元件历史故障率求出待求天气状况下元件的故障率；建立EGIES的最优负荷削减模型，并基于蒙特卡洛法分析互联系统的可靠性。算例结果表明，所提方法能有效地求解元件在所处天气下的故障率。天气对EGIES可靠性的影响主要体现在电力子系统可靠性的变化，考虑天气后电力子系统可靠性有所下降，天然气系统可靠性受天气影响程度小于电力子系统。

考虑多评估指标的电-气综合能源系统可靠性评估

孔振宇, 李宏仲

2023, 45(2):  37-43.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.005

摘要 ( 76 )   HTML ( 1 )   PDF (940KB) ( 110 )  

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燃气轮机的广泛应用使得电力网与天然气网愈加耦合，同时对电-气综合能源系统的可靠性提出了较高的要求，建立全面、合理的可靠性评估指标对于系统可靠性评估具有重要意义。建立电-气综合能源系统的最优负荷削减模型，在传统可靠性评估指标的基础上进一步根据电-气耦合程度、供气系统延时特性建立电-气综合能源系统可靠性评估指标体系；基于蒙特卡洛法从多角度全面分析联合系统的可靠性；以14节点电力系统和10节点天然气系统组成的电-气综合能源系统为例进行可靠性评估。算例结果表明：考虑天然气延时后，联合系统整体可靠性有所提升；燃气轮机容量的提升使得电力系统可靠性有所提升，但提升作用有限。

源网协调

太阳能光热发电技术及其发展综述

张金平, 周强, 王定美, 李津, 刘丽娟

2023, 45(2):  44-52.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.006

摘要 ( 264 )   HTML ( 10 )   PDF (928KB) ( 1890 )  

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在“双碳”目标下，新能源迎来新的、跨越式发展对电力系统灵活性提出更高要求。光热发电拥有与常规火电机组相媲美的调节特性，可快速深度参与电网调峰调频，提升电力系统灵活性，是极具发展前景的可再生能源发电技术。介绍了光热发电技术运行原理及系统结构，总结归纳了各类发电技术的优缺点、分析了光热发电技术的研究进展。在此基础上，结合光热发电的发展现状和需求，对光热发电还需关注的问题与未来光热发电技术的发展方向进行了探讨。

基于图像奇异值分解的局部遮挡光伏阵列输出特性建模研究

丁坤, 刘增泉, 张经炜, 杨泽南, 李喆雨

2023, 45(2):  53-60.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.007

摘要 ( 58 )   HTML ( 3 )   PDF (3512KB) ( 102 )  

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为精确评估复杂局部遮挡状态下光伏阵列的发电性能，提出一种基于图像奇异值分解的光伏阵列输出特性建模方法。通过鲸鱼优化-随机奇异值分解准确提取遮挡类型、轮廓特征，精确定位遮挡至电池片，提取遮挡在每个电池片中占比以构建遮挡状态矩阵；基于单二极管模型，根据遮挡状态矩阵建立光伏阵列局部遮挡模型，实现光伏阵列输出电流-电压特性的快速、准确计算，可为利用光伏电站现场监控照片或视频评估光伏电站发电性能提供应用基础。

考虑储能系统SOC的双卡尔曼滤波风电功率波动平抑策略

马彦宏, 吕清泉, 张珍珍, 赵龙, 周强, 高鹏飞

2023, 45(2):  61-68.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.008

摘要 ( 76 )   HTML ( 1 )   PDF (1605KB) ( 116 )  

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风储联合发电系统中储能系统的波动功率平抑能量管理策略会影响储能设备寿命以及实际并网功率，基于双卡尔曼滤波，提出了一种考虑储能荷电状态（SOC）的风电功率波动平抑方法。利用双卡尔曼滤波器分别获取目标并网功率信号，根据不同储能功率平滑信号获取优化储能功率控制指令，当电池储能SOC超出正常运行范围发生正向、反向偏移时则输出对应优化后的储能平抑功率信号，调节风电并网目标功率。仿真分析结果表明，该方法可有效改善储能SOC，降低风电功率波动率，提高储能系统经济型及风电并网电能质量。

网荷互动

面向新型电力系统用户侧互动的网络架构演进及发展思路

张蒙晰, 位祺, 刘敏, 李疆生, 张文英, 金广祥, 郭慧芳

2023, 45(2):  69-76.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.009

摘要 ( 98 )   HTML ( 1 )   PDF (1092KB) ( 180 )  

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在当前能源转型背景下，高比例新能源的并网及海量电子设备的接入导致电力系统中数据流量激增，对用户侧通信网络架构提出了新的要求。基于当前电力系统业务发展现状及业务通信需求，系统分析了支撑新型电力系统用户侧互动的灵活以太网（FlexE）、多类别分级队列调度（HQoS）技术，阐述当前用户侧存在的安全问题。针对未来新型电力系统用户侧互动网络架构所面临的挑战给出了相应的发展建议，并系统梳理了网络架构演进过程，为建设新型电力系统通信网络提供技术支撑。

电力市场背景下的近用户侧储能站容量优化配置研究

徐天韵, 陈涛, 高赐威

2023, 45(2):  77-84.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.02.010

摘要 ( 77 )   HTML ( 3 )   PDF (1206KB) ( 154 )  

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在考虑电力市场参与场景下，针对近用户侧储能电池参与电网调频辅助服务及能源套利等问题，提出了一种电池储能系统的容量优化配置方法，并以山西省电力市场价格体系及商业楼宇用户负荷数据为例，对该方法进行了验证计算。该优化方法考虑了电池荷电状态、负荷需求约束下电池储能在调频辅助服务和能源套利运行模式下的中、长期综合成本和效益，构建了储能电池储能站参与调频辅助服务和能源套利市场交易的经济优化决策模型。以储能系统总和成本最小化为目标，综合考虑电池折损、调频功率耦合等因素，设计了一种电池储能在满足用户侧负荷需求条件下，参与电力市场优化运行的充放电容量配置策略。将该优化配置方法应用于现实数据案例中，其计算结果表明，所提出的近用户侧储能站容量优化配置方法能够在中、长期时间尺度上指导配网规划决策者及商业综合体运营单位有效配置储能系统的电能容量和功率容量，根据成本效益折算合理参与电力市场交易。