2025年 第47卷 第8期    刊出日期：2025-08-25

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上一期   

多维储能技术

大海拔高差地区固体流大规模重力储能技术

周凯, 吴炎喜, 黄宇翔, 杨景豪, 樊小朝, 李建伟, 魏志宗, 滕建, 陈历, 叶琴, 张浩, 姜军南

2025, 47(8):  1-9.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.001

摘要 ( 19 )   HTML ( 4 )   PDF (959KB) ( 4 )  

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国内外对新型重力储能技术的开发较为广泛，但现阶段的重力储能应用方式容易受到自然条件及设备效率等问题的约束，难以建设大规模、大容量的储能电站。基于我国现有资源禀赋，提出一种固体流重力储能法，该方法可利用自然形成的大海拔高差，建设大规模的重力储能电站，保障高比例新能源新型电力系统稳定运行。介绍了固体流重力储能技术的工作原理、组成结构、核心技术、能量转换以及安全稳定性；对比几种主流重力储能技术的性能参数，并计算不同海拔下固体流重力储能技术的各项投资成本。通过对比阐明所提方法的工程研究意义以及该技术对生态环境改造的构思，尽管该技术仍处于初始阶段，但对于我国重力储能领域研究的推动具有重要意义。

基于电热耦合模型的锂离子电池故障诊断技术

喻子逸, 潘庭龙, 葛科, 窦真兰, 许德智

2025, 47(8):  10-20.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.002

摘要 ( 14 )   HTML ( 1 )   PDF (1845KB) ( 1 )  

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随着新能源汽车的快速发展，锂离子电池作为动力电池的核心组成部分，其安全性至关重要。基于此背景，提出了一种基于电热耦合模型的锂离子电池故障诊断技术。将锂离子电池的电学与热学特性相结合，建立电热耦合模型，该模型的电压与表面温度的相对误差均小于1%，能更精确地描述电池的性能表现。该模型将二阶Thevenin等效电路模型与集总参数热模型相结合，能够动态反映电流、电压对温度的影响，同时也考虑了温度对电气参数的反向影响。通过含有遗忘因子的递推最小二乘法对模型参数进行辨识，并采用自适应扩展卡尔曼滤波器（AEKF）进行状态估计，再利用测量值与估计值的差异实现对电池故障的精确诊断。试验表明，该技术能够在不同故障条件下对电池的状态进行监测，通过电压和温度的联合监控，成功实现了故障的识别与诊断。

基于中间层控制的风-储自同步调频策略研究

甄文喜, 马喜平, 戴跃洪, 牛炜, 陈柏旭, 曾桂

2025, 47(8):  21-29.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.003

摘要 ( 15 )   HTML ( 1 )   PDF (1088KB) ( 0 )  

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随着电力系统规模的日益扩大和可再生能源渗透率的不断提高，风电作为清洁能源的重要组成部分，在电网频率调节中扮演着越来越重要的角色。由于风电的波动性和间歇性，传统的电网调频策略面临新的挑战。针对这一问题，分析了储能虚拟同步调频控制策略，深入研究了风-储联合一次调频控制技术，采用基于变系数bang-bang控制的惯量响应自适应控制方法优化调频功率分配，提出了一种基于中间层的风-储一体化调频控制策略，通过分层管理实现更高效的控制。仿真结果表明，该调频控制策略在电网频率波动时能够有效调节电网频率，减少频率偏差，实现了风电场和储能系统在电网频率变化时的优化调频功率分配，提高了电力系统的稳定性和可靠性。

储能协同策略

共享储能参与下的多类型电能交易投标策略及价值分配机制

褚龙浩, 李笑竹

2025, 47(8):  30-39.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.004

摘要 ( 19 )   HTML ( 1 )   PDF (1091KB) ( 7 )  

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为应对新型电力系统对灵活性调节资源不足带来的挑战，我国积极推进电力市场化改革，培育多元化市场主体，并提出共享储能参与下多类型电源市场的运营模式与基于VCG机制的灵活性资源价值分配机制。该运营模式包括市场层、竞价层与调度层，各层决策相互影响。根据各类型电源运营商的收益函数，以社会福利最大化为目标进行竞胜标决策。该电能交易机制包括竞胜标决策与资金结算。基于VCG机制精准识别多类型市场主体在电能量市场做出的贡献进行价值分配。最后，通过我国西北新能源汇集区域的实测数据验证了所提价值分配的合理性与有效性。

电动汽车车-车能量互济控制策略研究

翟硕, 张智远, 王伟胜, 田润多, 张为之, 王睿

2025, 47(8):  40-48.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.005

摘要 ( 16 )   HTML ( 2 )   PDF (1237KB) ( 2 )  

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随着全球能源结构的转变，新能源电动汽车因其在节能减排方面的优势正逐渐成为交通领域的主力军，但充电问题成为消费者购买电动汽车的顾虑。为此提出了车-车能量互济装置，在电动汽车动力电池能量不足且周围没有充电桩的情况下，可以向周围能量充足的电动汽车寻求能量补给。针对电动汽车动力电池输出电压较低，无法直接给另一辆电动汽车充电的问题，构造了二次型升压变换器及其状态方程，不仅实现了设备的轻量化，而且能够提供较宽的电压增益，满足所有电动汽车快速充电的需要。针对二次型升压变换器传统电压模式控制器的缺点，提出了一种改进的电压模式控制器，避免了传统电压模式控制器由于积分环节导致的瞬态性能和稳态性能之间的权衡问题，可以使用更少的反馈量来保证受控系统输出符合要求的直流电。仿真试验表明，当供能车的电压发生变化时，车-车能量互济装置输出电压能够快速稳定在300，500，800 V附近，并且所能提供的充电功率全部满足30 kW的快充需求。

多类型电源与储能协同的配电网规划优化

王砥凡, 魏飞, 蒋德玉, 韩树山, 李中凯, 张盛林, 王政伟, 陈衡

2025, 47(8):  49-57.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.006

摘要 ( 17 )   HTML ( 1 )   PDF (1051KB) ( 6 )  

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随着小火电、储能、风电、光伏及电动汽车等分布式电源的大规模接入，为优化配电网的系统运行成本和输电损耗，根据配电网内大量分布式电源的出力以及不同时段的负荷需求，建立多目标优化模型并对不同配电网的线路规划方案进行分析。采用改进的多目标灰狼算法结合前推回代潮流算法进行优化计算，实现每个节点的电压和分布式电源的出力优化。构建具备不同典型特征的规划路线场景，分析电动汽车接入不同的节点对线路损耗和系统运行成本的影响，得到最佳的线路规划方案。采用IEEE 33节点进行仿真计算，结果表明：与传统单一的供电方式相比，分布式电源接入后输电损耗降低了52.39%；利用新能源+电动汽车充电桩，可以有效降低系统运行成本，为未来大规模充电桩接入配电网提供参考。

源网荷储优化调度

面向微网的源网荷储一体化功率分配策略研究

王宇轩, 郝宁, 赵峰, 蒋俊, 张国坤, 边文杰, 尚恒

2025, 47(8):  58-67.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.007

摘要 ( 22 )   HTML ( 2 )   PDF (4996KB) ( 6 )  

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针对光伏（PV）、锂电池、超级电容（SC）、质子交换膜（PEM）电解槽和微型燃气轮机耦合的直流微电网系统长期运行能力差、能源调度不协调的问题，提出一种基于锂电池荷电状态（SOC）与储氢罐氢气存储水平（LOH）协同优化的动态功率分配策略。该策略构建分层协调控制架构：上层控制基于4种典型运行工况的切换逻辑与SOC和LOH的优化运行目标，生成系统功率分配方法；底层控制实现SC、锂电池与氢能系统的功率动态分配。该分配策略下，当PV出力不足时，启动微型燃气轮机燃氢供电；当PV出力富余时，根据SOC与LOH动态分配差额功率，由锂电池充电或PEM电解槽制氢，减少长期处于深度充/放电区间对锂电池寿命的损害。基于Matlab/Simulink平台构建了光伏-制氢-储能-微型燃气轮机耦合的直流微电网模型，并进行了仿真验证。结果表明，提出的功率分配策略能够有效调节储能设备，合理配置剩余功率，确保微电网的高效、稳定运行。

基于改进秃鹰搜索算法的风光火储综合能源系统优化调度策略研究

谭甲群, 吕如轩, 鞠洪晋, 洪春雪, 肖海平, 雷兢, 韩振兴

2025, 47(8):  68-76.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.008

摘要 ( 16 )   HTML ( 1 )   PDF (1096KB) ( 1 )  

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为准确高效地实现风光火储综合能源系统中新能源最经济消纳以及火电机组最优出力，同时探讨新能源消纳政策对燃煤电厂及系统整体的影响，基于模糊机会约束规划和改进秃鹰搜索（IBES）算法，构建了一种涉及火电机组厂级优化分配的风光火储体系分层优化调度模型。以某能源基地为例，模拟在不同风光消纳率约束下的调度情况，对比统一机组投运策略下的性能差异。结果显示：当风光弃能率放宽至10%时，火电机组净负荷平方差较5%约束时降低了24.04%，火电日总收益增加了2.48%，系统总收益增量为34.34万元，是风光弃能率为5%条件下的1.82倍，显著高于风光全额消纳模型；同时，火电机组深度调峰次数减少，调峰压力显著降低，运行安全性和经济性得到提升。所建模型能有效实现各发电主体出力的多目标优化分配，在新能源利用率不低于90%的政策指导下，适当放宽风光弃能率可显著提升能源基地的经济效益和系统运行灵活性，可为相关政策实施提供技术支撑和实证依据。

不同耦合方式下太阳能燃气-蒸汽联合循环热互补系统特性分析

耿直, 江雨晨, 陈柯宇, 李一帆, 李仁凤, 王璇璇, 孙千胜

2025, 47(8):  77-88.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2025.08.009

摘要 ( 15 )   HTML ( 2 )   PDF (1382KB) ( 1 )  

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太阳能与燃气-蒸汽联合循环（GTCC）中的底循环具有很好的热品位匹配性，不同的光热耦合方式对于GTCC的运行特性具有不同的影响。主要利用Ebsilon仿真模拟软件进行参数计算，依次构建了3类太阳能与余热锅炉分级耦合的热力学模型，并基于热力学定律，分析太阳能与以航改型燃气轮机为主机的GTCC互补发电系统的底循环耦合时的静态互补特性，引入一种定量评价指标，对比得出最佳耦合方案，并进一步探究最佳耦合方案下流量配比对系统运行性能的影响。结果表明，在设计工况下，太阳能只耦合在一级受热面时系统发电功率增加最多，相对提高1.08%；在仅耦合在高压受热面的情况下，循环效率相比传统系统提高15.30%，系统排烟温度可下降约11.38%，且20%的质量流量占比热量利用更有效，可降低排烟温度6.30 ℃；随着质量流量占比的增大，系统的发电功率呈下降趋势，最大与最小发电功率之间相差7.102 MW。在可控变化范围内，20%的质量流量占比使系统发电功率最高，耦合在高压受热面的ISCC系统㶲损9.954 MW，㶲效率63.67%。