城市综合能源系统运行调控关键技术

• 钢铁能源局域网：概念、架构及应用

  谷鹏飞;孙宏斌;薛屹洵;常馨月;李泽宁;杜源;

  工业能源局域网是能源互联网未来的重要发展方向之一，钢铁行业是我国最大的工业排放源，如何构建绿色、智慧、高效的钢铁能源局域网是当下亟须解决的问题。因此，在能源互联网的背景下，基于新时代钢铁工业的发展趋势，首先根据能源局域网以及钢铁生产的特征，提出了钢铁能源局域网的概念，并对其新型能源供应模式进行介绍。其次介绍了钢铁能源局域网的能源网络，并依据物理层、信息层和价值层构建了钢铁能源局域网的体系架构，物理层包含钢铁生产过程的物质流与能量流，信息层由态势感知、安全评估、云边端协同等功能构成，价值层包含虚拟电厂、需求响应以及碳交易等。最后对钢铁能源局域网发展中亟须突破的关键技术进行讨论，并通过三个典型案例验证构建钢铁能源局域网的必要性与可行性。该研究可为钢铁能源局域网的框架落地与实践提供参考。

  2025年02期 v.52;No.327 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1633K]
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• 基于自适应神经动力学算法的电-氢综合能源系统分布式能量管理方法

  管文博;李基源;常馨月;薛屹洵;苏珈;李泽宁;

  近年来，在能源需求持续攀升和氢能技术不断发展的背景下，电-氢综合能源系统引起了学界的广泛关注。随着大量分布式资源的接入，系统呈现出愈加显著的多主体特征，给电-氢综合能源系统的能量管理带来了新的挑战。文中提出了一种基于自适应神经动力学算法的电-氢综合能源系统分布式能量管理策略。首先，考虑火力机组、风光机组、电解槽、储氢罐、氢化工等能源设备的运行成本及约束，建立了电-氢综合能源系统能量管理模型。其次，针对此优化模型的求解，建立了一种分布式自适应神经动力学优化算法。该算法不仅保留了神经动力学算法计算时间短、速度快的特点，还减少了自变量初值对求解的影响。在算例中，所提方法同时与集中式方法和交替方向乘子法的求解结果对比，验证了所提方法在计算效率上的优越性和有效性。

  2025年02期 v.52;No.327 13-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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• 基于改进麻雀搜索算法的建筑综合能源系统优化调度

  张春霞;

  建筑综合能源系统（building integrated energy system,BIES）多能供应耦合度增强与可再生能源波动性较大，导致BIES的多能供应最优策略求解较为困难。为解决上述问题，提出一种基于Logistic混沌映射与自适应t分布改进麻雀搜索算法（Logistic-t-sparrow search algorithm sparrow search algorithm,Logistic-t-SSA）的BIES优化调度方法。首先，建立BIES多能流模型，并构建包含价格型与调节型的综合需求响应模型（integrated demand response,IDR）；其次，构建基于长短时记忆网络（long short-term memory,LSTM）与迁移学习（transfer learning,TF）的预测模型来实现未来24 h的负荷预测；然后，建立BIES优化调度模型，提出了一种Logistic-t-SSA算法，并用该算法对模型进行求解；最后，通过仿真结果表明，在考虑IDR的情况下，采用Logistic-t-SSA算法求解BIES的最优运行策略，可有效提高建筑能源系统的经济效益，降低用户负荷的峰谷差。

  2025年02期 v.52;No.327 23-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K]
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新能源

• 基于NWP风速修正与VMD-DBO-DELM残差建模的风电功率预测研究

  屈伯阳;付立思;

  针对新建风场面临缺乏历史数据且数据不完整的情况，文中考虑风场的数值天气预报（numerical weather forecast,NWP）中风速与风向、风场地形、风机尾流、风机湍流，对风场输出功率展开物理预测。鉴于物理预测精度存在一定局限性，故采用基于变分模态分解（variational modal decomposition,VMD）-蜣螂优化（dung beetle optimization,DBO）算法-深度极限学习机（deep extreme learning machine,DELM）优化组合方法 VMD-DBO-DELM进行残差修正。通过VMD方法将原始信号分解为多个模态函数，然后使用DBO算法优化DELM的参数，最后将优化后的DELM用于残差修正，有效提高了预测精度。通过与其他传统残差修正方法对比，VMD-DBO-DELM组合方法进一步提高了预测精度，为新建风场的功率预测提供了更为优越的解决方案和思路，在理论与实际应用方面都具有重要价值，为解决新建风场面临的数据问题及提高预测精度提供了可行途径。

  2025年02期 v.52;No.327 32-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2291K]
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• 考虑涉网一次调频考核要求面向风储联合系统收益优化的储能容量配置

  丁杨;唐培全;张文奎;王福晶;王俊杰;

  针对风电场储能配置的经济优化问题，考虑风储联合系统涉网标准中的一次调频考核与补偿机制，提出计及涉网考核要求的风储联合系统收益最大化的储能配置双层优化模型。应用典型周内的风电功率数据，上层基于长时间尺度（日前）风电并网分时电价，以电价驱动下储能套利最大为目标，给出储能最佳荷电状态（state of charge,SOC）计划；下层基于上层模型确定的SOC计划，针对短时间尺度（日内）风电功率波动特性，考虑涉网要求下的一次调频补偿与考核机制，建立风电场储能动作收益最大化模型，优化储能充放电策略。采用遗传算法生成储能配置容量种群，调用构建的双层优化模型，进行种群的选择-交叉-变异迭代，综合考虑不同类型储能特性，确定风储联合系统净收益最大下的储能配置容量。算例分析表明，针对不同年利用小时数的应用场景，风电场通过配置锂离子电池储能系统开展一次调频辅助服务具有良好的收益性，所提出的风电场储能容量优化配置方法可有效提升风储联合系统的经济效益。

  2025年02期 v.52;No.327 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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• 超短期光伏功率预测技术分析与综述

  王士柏;王凯;孙树敏;程艳;王楠;

  为应对全球变暖和能源危机，国内外以光伏为代表的新能源产业得到了快速发展。然而，光伏发电的间歇性和不确定性给并网和电网系统带来了巨大挑战。精准的光伏功率预测能够为电网系统调度提供依据，进而提高运行稳定性。围绕超短期光伏功率预测技术，从预测精度影响因素、评价指标、预测方法、方法对比分析和总结展望五方面展开讨论。预测方法划分为基于站点监测数据、卫星云图、地基云图和多源数据四类，对每一类数据适用的预测范围、数据特性、常用数据源以及国内外相关技术进行总结分析。方法分析总结了不同数据源的优缺点，并比较了常用预测模型。总结展望指出未来超短期光伏预测亟须解决的关键技术问题。

  2025年02期 v.52;No.327 55-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
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配电网

• 基于同步提取变换和卷积神经网络的有源配电网单相接地故障选线方法

  翟乐庆;刘益青;魏元健;徐枫;张宸恺;

  分布式电源接入配电网导致单相接地故障时故障电流的幅值和相位发生改变，而现有时频分析法分辨率低导致故障特性区分度不高，因此基于时频分析法和卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）的故障选线方法准确率仍较低。提出一种基于同步提取变换（synchroextracting transform,SET）和CNN的有源配电网单相接地故障选线方法。首先分析分布式电源影响配电网单相接地故障电流特征的机理，选用不受分布式电源影响的零序电流作为选线依据，并将其处理成同步提取变换时频图。然后分析SET和CNN用于有源配电网故障选线的可行性，阐述所提方法的完整实现流程，设计评价指标，开展验证实验和对比实验。实验结果表明，在高阻故障以及噪声干扰等情况下，所提的SET-CNN选线方法相较于现有方法具有更高的选线准确率，选线准确率能提高3.09%和4.12%。

  2025年02期 v.52;No.327 65-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1959K]
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• 基于混合海鸥优化算法的主动配电网双层规划

  方磊;孙光亮;郭啸;孙华忠;王娟娟;

  新型电力系统环境下主动配电网的灵活性资源众多，若能统筹规划各类资源，便可实现主动配电网经济高效、安全稳定的运行。考虑不同类型的分布式电源与需求响应的影响，构建主动配电网的双层规划模型，上层规划目标是最小化年度综合成本，而下层规划则旨在使系统网络损耗最小化。提出了一种寻优能力更强、求解效率更高的混合海鸥优化算法对上层问题进行求解。采用内点法对下层问题进行求解。IEEE33算例的仿真验证结果表明，该模型使可再生能源消纳量提高18.07%，网络损耗降低51.29%，系统总成本降低7.59%。所提优化算法在求解这一模型时表现优异，算法效率相较于灰狼优化算法提高147.37%，优化得出的系统总成本降低1.91%，能够显著提升主动配电网的可靠性和经济性。

  2025年02期 v.52;No.327 78-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K]
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• 就地型馈线自动化快速自愈策略研究

  张林利;李建修;李立生;刘合金;苏国强;

  传统就地型馈线自动化（feeder automation,FA）采用电压时间配合策略，故障自愈（包括故障区段隔离和非故障区段供电恢复）过程开关动作次数多、用户停电时间长。针对此问题，提出一种快速故障自愈的就地型馈线自动化策略，可显著减少用户停电时间。该策略中，分段开关取消失压分闸功能，新增失压后合位来电检故障加速分闸、失压后合位短时来电分闸、合闸到故障加速分闸并闭锁等功能，与出线开关重合闸配合完成故障自愈。与常规电压时间FA策略相比，该策略可减少1次出线开关重合闸，有效减少线路开关动作次数和故障停电时间。通过实验室真型系统测试和现场实际应用，验证了所提出的快速自愈策略正确可行。

  2025年02期 v.52;No.327 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1656K]
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