综合智慧能源

槽式太阳能阵列挡风增速效果数值模拟

张立栋, 李佩, 姜铁骝, 李钦伟, 张磊, 徐峰, 孟欣

2024, 46(6): 1-7. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.001

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采用开源计算流体力学软件OpenFOAM中的Simple求解器对流场进行数值模拟，研究5.00 m/s风速下槽式太阳能阵列挡风墙挡风效果。对由槽式太阳能阵列组成的6个不同高度的挡风墙对整体流场速度的影响以及不同高度挡风墙背风侧30，60，90 m处的速度进行了分析。研究发现，当气流通过挡风墙时，低于墙高的位置速度大幅衰减，而高于墙高的位置开始加速，存在明显的分区作用。当气流流过挡风墙后，会在其后形成明显的速度衰减区，其面积和延伸与挡风墙的高度正相关。在挡风墙背风侧较远处，高于墙高的气流开始减速，低于墙高的气流开始加速，并随着距离的增加风速逐渐趋于平稳。

基于并行融合深度残差收缩网络的有源配电网故障诊断

冯骥, 杨国华, 史磊, 潘欢, 陆宇翔, 张元曦, 李祯

2024, 46(6): 8-15. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.002

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针对含分布式电源的配电网故障呈现方式多样化以及故障诊断易受分布式电源类型、输出功率等非线性因素影响等问题，提出一种基于并行融合深度残差收缩网络（P-FDRSN）的故障诊断模型。首先，构建具有故障识别支路和故障定位支路的并行网络结构——P-FDRSN，在残差模块中引入收缩机制，减少网络中噪声或冗余信息的影响，提高网络对噪声的鲁棒性;其次，将故障录波信号波形幅值变化转换为灰度图和时频图，送入深度残差收缩网络进行深度特征提取并在汇聚层中将获取的特征进行融合，以增强故障录波信号的特征学习能力。仿真结果表明：在不同分布式电源类型和不同输出功率下，模型故障定位与识别精度均能保持在98.75%和97.25%以上，即使在噪声干扰的情况下，诊断准确率仍可保持在96.75%以上，模型具有较高的精度和较好的自适应性。

计及电动汽车共享储能特性的园区柔性资源低碳运行控制方法

王俊, 田浩, 赵二岗, 舒展, 万子镜

2024, 46(6): 16-26. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.003

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在“双碳”背景下，园区作为节能降碳的主力军，需进一步降低碳排放量，提高能源利用效率。提出了一种计及电动汽车共享储能特性的园区低碳运行控制模型。首先，引入阶梯式碳交易机制，计算节点动态碳排放因子，并将电动汽车减排量纳入碳配额;然后，在源侧引入地源热泵，通过电-热转换，满足园区热负荷需求;在荷侧，考虑电动汽车共享储能特性，建立电动汽车共享储能模型;最后，考虑碳交易成本、购电成本、响应补贴成本等，以运行成本最小为目标建立园区低碳运行优化模型，并采用优化软件CPLEX进行求解。仿真结果表明：考虑电动汽车共享储能特性并采用改进阶梯式碳交易机制，能够有效降低园区运行成本，减少园区碳排放，验证了所提算法的经济性和低碳性。

基于强化学习的含电动汽车虚拟电厂优化调度

李明扬, 窦梦园

2024, 46(6): 27-34. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.004

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大量电动汽车（EV）用户的无序充电可能造成电网负荷剧烈波动，危及电网的安全稳定。随着EV入网（V2G）技术的应用，将EV充电站及其周边的分布式新能源发电聚合为虚拟电厂（VPP）后进行优化调度，有助于改善EV用户充放电的经济性及满意度，同时提高分布式新能源的利用率，平抑电网负荷波动，但EV充电站的整体充放电负荷是大量个体EV用户随机行为的聚合，难以用数学模型精确描述。针对包含EV的VPP，提出一种基于深度强化学习的交互式调度框架，以最大化VPP内EV用户的总效益。VPP控制中心作为智能体决策EV个体的充放电动作，无需掌握个体详细模型，而是通过与区域电网环境的交互，不断学习和更新动作策略，从而克服集中式优化方法的局限性。该优化调度框架采用深度确定性策略梯度（DDPG）算法进行求解。仿真结果表明，与集中式优化方法相比，该优化算法提高了各EV用户的效益，并使EV充放电负荷与分布式新能源发电协调配合实现削峰填谷，改善了VPP的整体运行性能。

基于DDPG算法的离网型可再生能源大规模制氢系统优化调度

郑庆明, 井延伟, 梁涛, 柴露露, 吕梁年

2024, 46(6): 35-43. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.005

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为提高可再生能源消纳能力，减少整流和并网等设备的投资成本，降低电解水制氢系统成本，实现可再生能源大规模制氢，构建了一个孤岛型可再生能源大规模制氢系统。该系统通过智慧能量管理，实现了提高系统经济性与安全性的目标。首先建立可再生能源大规模制氢系统的仿真模型，制定控制策略;其次，提出一种基于深度确定性策略梯度（DDPG）的能量优化调度策略。通过大量长期的训练，使用DDPG算法得到的智能体能够实现智能化的动态能量优化调度。将该策略与深度Q网络、粒子群优化和传统控制方法在经济性和安全性方面进行比较，结果表明DDPG算法在能量优化管理中可实现更高的经济收益，更好地利用可再生资源，并确保系统的安全运行。

云储能模式下的配电网分布式光伏-储能无功优化方法

王林, 孔小民, 周忠玉, 刘建平, 王晓东, 张宁

2024, 46(6): 44-53. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.006

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针对高比例分布式光伏接入配电网系统后引起的功率波动、电压越限以及配电网线路过载、线路损耗大等问题，提出了一种云储能模式下的配电网分布式光伏-储能无功优化方法。该方法基于无功补偿价格机制激励云储能参与配电网调压辅助服务，并深入挖掘分布式光伏、静止无功补偿器（SVC）、并联电容器（SC）、有载调压变压器（OLTC）的调压潜力。最后，以配电网运行成本和电压偏差最小为优化目标，建立基于云储能灵活调控的配电网多灵活性资源经济优化模型。仿真分析表明，云储能参与配电网系统有功无功联合优化有利于平抑配电网电压波动，并降低无功补偿装置调压压力和减少线路功率损耗，使配电网系统运行更加安全经济。

平抑海上风电波动的混合储能系统容量优化配置

张勋祥, 吴杰康, 孙烨桦, 彭其坚

2024, 46(6): 54-65. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.007

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海上风电具有功率波动强的特点，接入电网时难以达到并网功率变化限制要求。为了平抑海上风电的输出功率波动，提出了一种考虑海上风电波动平抑的混合储能系统（HESS）容量配置方法。首先，利用加权移动平均滤波法得到HESS的输出功率信息指令;然后，利用能量谷优化算法（EVO）对变分模态分解（VMD）的模态分解个数 $N$ 和惩罚因子 $ϑ$ 进行优化，采用参数优化后的VMD算法对HESS的功率指令进行分解;最后，以HESS全寿命周期内平均日总成本最小为目标构建HESS成本优化模型，通过优化最优分频点对HESS进行功率分配，从而制定经济性最优的储能配置方案。仿真结果表明，该方法能有效提高配置HESS平抑海上风电输出功率波动的经济性，可为海上风电配置储能接入电网运行提供参考。

考虑风险偏好的多主体虚拟电厂经济调度与收益分配策略

郁海彬, 卢闻州, 唐亮, 张煜晨, 邹翔宇, 姜玉靓, 刘嘉宝

2024, 46(6): 66-77. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.008

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虚拟电厂（VPP）在新型电力系统中的地位日益凸显，而可聚合分布式能源（DER）的VPP内部风电机组、光伏发电机组的随机性和波动性负荷等不确定因素给VPP的运营决策和收益带来风险。如何建立公平、合理、透明的利益分配机制是成功维护 VPP 内DER合作关系的关键。为了激励VPP内部各主体参与市场的积极性，各主体可根据自身特点与贡献度协商分配收益，构建计及风险偏好的包含风电机组、光伏发电、可控分布式电源、储能及柔性负荷的多主体VPP内部优化调度决策模型，参与电力市场，并建立Nash-Harsanyi讨价还价解的VPP利益分配模型。算例分析以VPP最大化运行效益为目标，指导系统运营策略和降低VPP运行风险水平，验证了所提利益分配法能有效平衡各方利益，量化各DER对VPP利润的实际贡献度，提高各成员参与市场竞争的积极性。采用Nash-Harsanyi解的分配方案在VPP收益分配合理性和适用性方面优于Shapley值法方案。

分散式风储系统频率和电压调节能力评估关键技术

赵长伟, 王慧, 顾志成, 刘绪斌, 朱光明, 葛磊蛟

2024, 46(6): 78-87. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.009

摘要 ( 152 )

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分散式风电点多面广接入中高压配电网成为趋势，导致弱端电网的频率和电压支撑能力不足，分散式风储系统频率和电压调节能力评估有助于调度管理和及时发现避免潜在的稳定性问题，但复杂性和多变性使评估体系构建变得相当复杂。为此，从分散式风储系统频率和电压调节能力的影响因素分析、综合评估指标、综合评估方法三方面入手，分析现有技术方法，点明关键技术挑战。重点阐述包括：多时间尺度的高精度风电出力预测技术，不同条件下风储系统配置方案的调节能力差异等影响因素;在多模态因素耦合下分散式风储系统调频-调压容量裕度和贡献度指标计算方法提升;不确定性条件下评估方法的鲁棒性提升。最后针对技术难题，给出了分散式风储系统频率和电压调节能力评估新思路，以期为我国风电发展提供一些借鉴。

弱电网条件下并网逆变器阻抗模型的建立方法综述

卓超然, 辛杰, 洪涵卓, 安邦, 李宁

2024, 46(6): 88-101. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.06.010

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阻抗分析法已经成为研究并网逆变器与电网交互系统稳定性的重要手段，为深入研究该问题，回顾了并网逆变器的2种控制模式，其次分析了阻抗建模对于电力系统的稳定性及抑制宽频振荡的重要意义，为解决新型电力系统宽频稳定问题提供理论基础，并详细讨论了dq线性化、谐波线性化的阻抗建模的分析方法以及基于神经网络的并网逆变器阻抗模型辨识方法。通过对比以上方法的应用特点，为实际应用中建模方法提供了理论依据;总结了现有电力电子化系统并网逆变器阻抗建模的优势、挑战，并对其未来研究方向进行了展望，对提高交互系统的稳定性提供了参考指导。

2024年 第46卷 第6期 刊出日期：2024-06-25

2024年第46卷第6期刊出日期：2024-06-25