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2026-01-07
《山东电力技术》青年编委招募
2025-07-21【征稿启事】“博弈论优化决策与人工智能强化学习在电力系统与电力市场中的应用研究”专栏
2025-07-21【征稿启事】“新型电力系统源荷时空特性及动态匹配聚合优化关键技术”专栏
2025-06-26【征稿启事】“微电网储能系统优化关键技术“专栏
2025-04-22【征稿启事】“基于人工智能的车桩网协同最优规划专栏调度关键技术“专栏
2025-03-18【征稿启事】“储能支撑低碳高品质新型配电系统构建关键技术研究”专栏
2025-03-18【征稿启事】“能源电力行业碳排放、碳减排与碳资源化利用”专栏
2024-11-05【征稿启事】“新能源发电系统优化调控与智能运维”专栏
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2025年12期
新能源
基于偏最小二乘和改进时间卷积网络的风电场超短期发电功率预测
郑广宇;辛征;迟蔚然;陈立征;王士柏;为提高超短期风电功率预测的精度，提出结合偏最小二乘法（partial least squares,PLS）与改进时间卷积网络（improved temporal convolutional network,ITCN）的预测方法。首先，利用PLS提取与风电功率高度相关的气象特征；随后，在时间卷积网络（temporal convolutional network,TCN）中引入空间卷积层，增强时间和空间特征的提取能力。为避免局部最优，采用黏菌算法优化超参数。通过对我国东部与西部实际数据集的实验验证，结果显示所提方法在捕捉输入变量与风电功率的时空特性上表现优越，预测精度较常用方法卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）、长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）、双向长短期记忆网络（bidirectional long short-term memory,BiLSTM）和TCN分别提高12.61%、4.45%、3.65%和2.18%。该方法为提升风电场运行效率和稳定性提供了新思路。
基于地基云图与卫星云图相结合的光伏功率预测方法
马文文;胡思雨;杨凡;李登宣;卜强生;太阳能作为可再生能源中最丰富的资源之一，具有巨大的发展潜力，尤其是在当前我国能源结构调整的背景下，其开发与利用显得尤为重要。光伏（photovoltaics,PV）发电是目前应用最为广泛的太阳能利用方式之一。然而，光伏发电的效率和稳定性受到自然因素的显著影响，例如辐照度的高低和云层的变化等因素都会导致光伏功率的昼夜波动。为提高光伏功率预测的精度，本文提出了一种基于地基云图与卫星云图相结合的光伏功率预测方法。该方法通过卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）提取卫星云图和地基云图的特征，实现光伏功率的超短期预测。通过对云层动态变化的准确捕捉，该方法能够有效缓解由自然因素引起的光伏功率波动给电网带来的压力，为推动光伏发电技术的广泛应用和电网的智能化管理提供坚实的技术支持。
基于储能惯量支撑的高比例新能源基地效益提升优化方法
李红刚;李勇;李晓宁;穆明亮;随着新能源渗透率的不断提高和大量电力电子设备的接入，电力系统逐渐出现惯性减小、系统强度变弱的趋势，使得跟网型风机等设备在一些情况下难以维持并网状态。储能系统拥有建立和支撑电压的能力，能够有效解决新能源难以并入弱电网的问题。本文分析了高比例新能源基地中风光储各部分的惯量响应特性，在此基础上，结合电力系统的传统惯量对新能源场站惯量建模，并进一步形成新能源基地最小惯量需求。从成本与收益角度出发，建立了计及频率安全稳定性约束的储能对高比例新能源基地并网系统综合效益提升优化配置模型，采用粒子群算法对储能优化配置模型进行求解，以日为单位采用kmeans聚类方法构建季节典型场景。最后对典型场景系统进行算例分析，验证所提优化方法的有效性。
融合多元时间序列与TCN-BiLSTM的分布式光伏功率超短期预测研究
高任龙;李峰;马天东;吴骥;气候条件对分布式光伏发电功率的影响显著，导致功率输出呈现波动性、间歇性和周期性等特性。同时，不同的气象因素对光伏发电输出的影响程度存在差异。提出了一种融合多元时间序列和时序卷积神经网络-双向长短期记忆神经网络（temporal convolutional neural network-Bi-directional long short-term memory,TCN-BiLSTM）的分布式光伏功率超短期预测方法。基于分布式光伏功率与多元气象要素的相关性分析，构建光伏功率输出强相关的多元时间序列数据集，利用提出的TCN-BiLSTM模型获取多元时间序列输入数据与输出功率的映射关系，实现分布式光伏功率超短期预测。利用实际运行数据对提出的TCN-BiLSTM模型进行单步和多步时间序列功率预测，并将其预测结果与多种预测模型结果进行对比，结果验证了提出模型的准确性和有效性。
电力市场运营
面向光储集群接入的有源配电网两阶段交易机制设计
徐嘉豪;徐俊俊;王福晶;针对分布式光伏规模化开发与集中并网场景，提出一个面向光储集群接入的有源配电网交易机制设计。首先，基于K-means算法综合考虑空间分布集中度、多机出力相似度等因素，同时结合非参数化思想进行分布式光伏层次聚类分析，实现分布式光伏资源聚合；其次，基于分布式光伏聚类分析的结果进行光储集群的配置；然后，通过分析电网和分布式光伏用户之间的交互关系，基于两步制电价设计面向下层用户和上层电网间的配电网交易机制。最后，通过算例进行仿真分析，采用改进的Kmeans算法进行分布式光伏层次聚类分析并以此进行光储集群的配置，结合聚类分析的结果基于两步制（两阶段）电价设计一个交易机制来开展面向分布式光伏规模化开发的层次聚类分析方法和聚合商运营模式的研究，验证了所提方法能够最大化聚合商收益，降低用户侧分布式光伏机会成本和支付费用，保证用户参与调峰辅助服务积极性，有效提升系统的整体效率和稳定性。
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海上油田风-气-氢供能系统多阶段鲁棒规划
张磊;王素;薛田良;叶婧;甘先鑫;能源需求的增长正推动海上油田规模持续扩张，然而其依赖燃气轮机单一供电的传统方式却面临着能效低与碳排放高的双重挑战。为此，提出一种基于风-气-氢（wind-gas-hydrogen,WGH）系统的多阶段规划方法，推动新能源与海上油田的高效融合。首先，结合燃气轮机掺氢燃烧特性，构建了集海上风电、余电制氢和天然气掺氢于一体的WGH系统架构；其次，在考虑海上作业窗口约束的条件下，以全寿命周期成本最小为目标，建立WGH系统多阶段规划模型；然后，引入预算不确定集描述风电出力和油田负荷的波动特性，并通过鲁棒优化将模型转化为可求解的混合整数线性规划问题；最后，以我国某远海油田为例，验证了所提方法可有效提升新能源利用效率，降低碳排放。结果表明，本研究为促进海洋油气与可再生能源的协同发展与绿色融合提供了可行的决策依据与技术支撑。
考虑物理特性与市场激励的分布式温控负荷聚合建模方法
刘晓明;綦陆杰;梁啸林;傅天成;王辰;施啸寒;分布式可控资源聚合体逐渐成为新型电力系统灵活可调能力的重要来源，但综合考虑物理、市场、用户行为多因素耦合形成准确调控边界是充分发挥其可调能力的基础。以分布式温控负荷为对象，提出一种考虑资源物理特性与市场激励耦合影响的聚合建模方法，支撑不同市场激励水平下调节能力准确评估。首先，基于虚拟荷电状态（state of charge,SOC）构建温控负荷状态空间模型，反映其调控过程物理状态变化规律与调节限制；然后，从用户行为心理学出发，构建反映市场激励电价对分布式温控资源响应行为关键参量的影响模型；最后，融合物理模型、协调算法与激励电价影响，提出一种资源物理特性与市场激励耦合的分布式温控负荷聚合建模方法。仿真结果表明，所提聚合建模方法能够综合考虑温控负荷集群物理调控规律和市场激励电价的影响，并准确评估不同市场激励水平下聚合体可调能力。
输变电工程建设多目标低碳优化路径分析
张峰;方靖宇;李超;方梦祥;陈晶;输变电工程建设低碳实施是电力建设领域绿色低碳转型的关键，本文从材料减排与技术减排出发，针对输变电工程建设碳排放关键环节，从材料低碳化、布置集成化、部件预制化与能源低碳化四个方面构建输变电工程建设低碳优化路径。以某500 kV输变电工程建设为例，通过输变电工程建设碳排放多层级量化模型与多目标遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ），围绕减排水平与减排成本两方面，对基于这些低碳措施的输变电工程建设低碳优化路径进行综合评价，识别输变电工程建设低碳路径的减排潜力与最具成本效益的减排机会。研究结果表明，筛选获得15项输变电工程建设低碳优化路径，这些优化路径的碳减排率为0.72%～39.95%，减排成本为-1 350.74～280.22元/t，可为输变电工程建设低碳实施与电力建设领域低碳转型提供方案选择与实践参考。
构网型储能控制黑盒的虚拟电路闭环辨识模型及方法
祁晓笑;王利超;马健;于永军;张媛;构网型储能具有频率和电压主动支撑能力，能够改善高比例新能源电力系统的稳定性。然而由于技术保密，精细刻画构网型储能动态的白盒模型无法直接获取，导致难以对其响应特性进行准确分析。为此，本文提出针对构网型储能控制黑盒的参数辨识闭环模型，提高辨识场景构造的灵活性和参数求解的准确性。首先，针对现有辨识方法对电网运行状态变化适应性不足，将构网变流器与电网的源网互动特性抽象为虚拟电路，从电力传输物理本质出发构建闭环模型；其次，针对多个串联控制环节耦合引起的求解复杂度上升、精度下降，提出基于虚拟稳态运行点的参数辨识方法，实现不同环节控制参数解耦；最后，通过仿真验证参数辨识闭环模型的有效性，结果表明耦合参数在虚拟稳态运行点存在解耦条件，所提方法能够显著降低参数解算复杂度，提高辨识准确率。
基于低碳综合需求响应的综合能源系统双层互动调度策略
王鸿玺;申洪涛;冯波;王洪莹;阎超;李梦宇;在“双碳”目标持续推进背景下，发挥源荷互动在节能降碳中的潜力是推动综合能源系统（integrated energy system,IES）低碳转型的关键路径。提出一种基于低碳综合需求响应（low-carbon integrated demand response,LCIDR）的IES双层低碳调度模型。首先，构建多能源耦合碳排放矩阵，厘清电、热、气等多能源转换过程中碳排放的转移关系，基于此提出多能动态碳排放因子计算方法，实现在对IES碳排放强度的精准量化。其次，建立以动态碳排放因子为交互信号的IES双层低碳调度架构，上层由IES进行多能设备调度与动态碳排放因子的迭代计算，下层由负荷聚合商（load aggregator,LA）聚合用户负荷并实施低碳需求响应，通过在上下层之间的迭代反馈机制，实现碳排放因子与低碳需求响应策略的协同演化。最后，通过仿真对所提策略进行验证，结果表明，所提策略在确保经济性的同时，显著降低了整体碳排放，并提升了可再生能源利用率。
变电站巡检机器人研究现状综述
杨旭东;黄玉柱;李继刚;李丽;李北斗;变电站巡检机器人是将移动机器人应用于变电站环境,基于红外、可见光相机等获取设备红外热图、图像信息,基于智能分析算法自动识别设备状态,代替人工实现变电站设备状态的自动检测与预警分析。目前,包括日本、中国、加拿大、巴西在内的多个国家开展了变电站巡检机器人的研究及推广应用,介绍变电站巡检机器人技术研究现状,以及各个国家在变电站巡检机器人方面的推广应用情况。
基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研究
赵笑笑;模糊控制与PID控制是工业控制中两种常用的控制方法,然而,随着工业控制系统的复杂程度及对控制精度要求的日益提高,单一的模糊控制或PID控制已无法适应并满足控制系统对复杂程度和控制精度的要求。通过深入分析模糊控制和PID控制的各自优势及不足,提出将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法,仿真实例表明,模糊PID控制方法能有效减小系统的超调量,提高系统的响应速度,缩短系统的调节时间,大大增强了控制系统的动态性能。
利用无人直升机巡检输电线路
厉秉强;王骞;王滨海;张海龙;韩磊;随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大。无人直升机作为无人机的一种,可以被应用在输电线路巡检中,以提高巡线的效率。简述一种基于无人直升机平台的输电线路巡检系统,包括无人直升机平台和检测系统,讨论一些关于使用此平台巡线的技术。主要的巡线方式包括可见光巡检和红外光巡检。巡检对象包括导线、引流线、绝缘子、防震锤、线夹、塔身、金具等。巡检内容包括设备破损、部件丢失、设备热缺陷等。
磷酸铁锂电池性能与应用研究
张嵩;丁广乾;胡铁军;高洪雨;磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。
电力系统潮流计算研究现状
王守相,刘玉田电力系统潮流计算是电力系统分析中最基本的一项计算。本文对电力系统潮流计算进行了综述。首先简单回顾了潮流计算的发展历史;接着对当前基于计算机的各种潮流算法的原理及其优缺点,作了简要介绍和比较,并介绍了它们采用的一些特别技术及程序设计技巧;最后简述了当前潮流算法存在的问题及对未来的展望。
变电站巡检机器人研究现状综述
杨旭东;黄玉柱;李继刚;李丽;李北斗;变电站巡检机器人是将移动机器人应用于变电站环境,基于红外、可见光相机等获取设备红外热图、图像信息,基于智能分析算法自动识别设备状态,代替人工实现变电站设备状态的自动检测与预警分析。目前,包括日本、中国、加拿大、巴西在内的多个国家开展了变电站巡检机器人的研究及推广应用,介绍变电站巡检机器人技术研究现状,以及各个国家在变电站巡检机器人方面的推广应用情况。
基于模糊理论与常规PID控制的模糊PID控制方法研究
赵笑笑;模糊控制与PID控制是工业控制中两种常用的控制方法,然而,随着工业控制系统的复杂程度及对控制精度要求的日益提高,单一的模糊控制或PID控制已无法适应并满足控制系统对复杂程度和控制精度的要求。通过深入分析模糊控制和PID控制的各自优势及不足,提出将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制方法,仿真实例表明,模糊PID控制方法能有效减小系统的超调量,提高系统的响应速度,缩短系统的调节时间,大大增强了控制系统的动态性能。
磷酸铁锂电池性能与应用研究
张嵩;丁广乾;胡铁军;高洪雨;磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。
钙钛矿高转换效率光伏材料合成技术进展综述
程方;光伏发电系统具有显著的能源、环保与经济效益，能显著降低碳排放，未来将成为世界能源供应的主体。随着社会对能源绿色化意识的逐渐提高和化工合成技术的进步，高光电转换效率太阳能电池的研究和开发已成为当下研究热点。其中，钙钛矿（ABX3）材料由于其光电转换效率高、成本低以及光学可调性强等优点而成为新一代太阳能电池最有前途的材料之一。重点介绍钙钛矿太阳能电池发电原理与发展现状，并从不同化学成分角度分析比较了不同类型太阳能电池的技术优势和发展前景，包括有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池、无机钙钛矿太阳能电池、纳米尺度无机钙钛矿材料及其他类型太阳能电池材料，为下一步钙钛矿高转换效率光伏材料合成技术发展路线提供了参考。