2022年, 第42卷, 第6期　刊出日期：2022-12-15

  

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  暴雨灾害下配电网预警与风险评估技术研究综述

  刘金, 李更丰, 孙思源, 李丰君, 徐铭铭

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 1-7. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0001-07

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  近年来暴雨灾害频发，对配电网造成严重影响，而配电网预警与风险评估是暴雨灾害下抢险救灾的关键。首先针对暴雨灾害对配电网的影响途径，分析了由暴雨引发的城市内涝与次生地质灾害对配电网的影响机理；其次，介绍了暴雨气象预警模型和配电网故障预警方法：再次，综述了目前的配电网风险评估研究；最后，阐述了现有暴雨灾害下配电网预警与评估体系研究中的不足，并从关键基础设施协同、电力气象精准预警、配电网暴雨风险评估体系三个方面进行了展望。
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  计及压缩空气储能的综合能源微网可靠性评估

  曲嘉伟, 朱乐为, 刘泽宇, 侯恺

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 8-18. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0008-11

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  压缩空气储能（Compressed Air Energy Storage, CAES）具有建设成本低、寿命长、容量大和存储方便等特点，部署在综合能源微网中有助于提升系统的经济性、清洁性和可靠性。但是，CAES具有多能流耦合、结构机理复杂、多种规律并存等特点，给微网的安全可靠供能提出了更高要求。为分析CAES对综合能源微网可靠性的影响，文中提出了一种计及压缩空气储能的综合能源微网可靠性评估方法。首先针对含CAES的典型综合能源微网，构建了热力系统、CAES系统和分布式电源的物理模型：然后，提出了基于影响增量的含CAE$综合能源微网可靠性高效评估方法，大大提升了传统状态枚举的可靠性评估效率；最后，通过我国青海某农业示范园区的实际系统算例，验证了所提方法的有效性和实用性。
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  考虑冰蓄冷空调投资效益的分时电价优化设计

  田子豪, 王怡, 杨知方

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 19-27. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0019-09

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  随国民经济的快速发展，夏季空调负荷逐年攀升，电力供应可能出现阶段性、局部性的紧张状态。分时电价是一种典型的价格型需求响应机制，合理的分时电价机制可引导用户投资及运行蓄冷空调等需求响应设备，实现空调负荷的转移，缓解电力供应难题。为解决分时电价机制设计问题，文中提出了一种考虑冰蓄冷空调（SAC）投资效益的分时电价优化设计方法。首先，考虑负荷转移特征，采用K-means方法进行分时电价的时段划分；其次，建立考虑冰蓄冷空调投资效益的分时电价设计双层规划模型，其中，上层模型以电力公司效益最大化为目标，下层模型以用户投资效益最大化为目标：再次，采用粒子群优化算法（PSO）和混合整数线性规划方法（MLP）求解双层规划模型；最后，在某地区系统考虑几种典型空调用户进行算例分析，结果表明所得分时电价机制能有效引导用户投资及运行冰蓄冷空调系统，降低系统负荷峰值，保证电力公司与用户双方的合理效益。
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  基于机会约束规划的配电网分布式光伏承载能力评估

  丁琦欣, 覃洪培, 万灿, 彭琰, 李昀熠

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 28-38. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0028-11

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  近年来分布式光伏发展迅猛，其发电功率间歇性和不确定性给配电网运行安全带来巨大威胁，亟需对配电网分布式光伏进行承载能力量化分析，以指导其科学开发。为此，考虑光伏发电功率不确定性，提出了一种基于机会约束规划的配电网分布式光伏承载能力评估方法。首先，基于分布式光伏历史运行数据，采用高斯混合模型对其发电功率概率分布进行建模表征；其次，考虑线路热稳定约束、电压安全约束以及设备运行约束，将光伏出力视作随机变量，建立了基于机会约束规划的配电网分布式光伏承载能力评估模型；然后，推导建立了分布式光伏发电功率与线路潮流、节点电压等系统状态变量间的仿射关系，通过计算累积分布函数在给定置信度下的分位点实现机会约束的确定性转化：最后，在一个改进的测试系统上验证了所提方法的有效性。
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  考虑高载能负荷参与的多时间尺度风电消纳调度

  陈海鹏, 周越豪, 赵畅, 姜霁恒, 李铁一

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 39-51. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0039-13

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  针对我国西北地区大规模风电消纳受阻问题，文中以甘肃某建有高载能企业的风电基地为研究对象，提出了考虑高载能负荷参与风电消纳的需求响应多时间尺度调度模型。文中首先分析了高载能负荷参与消纳受阻风电的原理，对不同调节特性的高载能负荷进行建模：然后，综合考虑高载能负荷和其他需求侧资源响应速度的多时间尺度特性，以运行成本与弃风总成本最低为目标，建立多时间尺度协调优化模型，对系统内资源的最优配置进行求解：最后，进行仿真分析。仿真结果表明：文中所提的模型能够有效提高系统消纳风电水平，改善系统经济性。
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  基于短波辐射修正的光伏超短期出力预测

  杨茂, 申晓璇, 顾大可, 黄大为

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 52-61. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0052-10

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  随着光伏并网容量的不断增大，准确地光伏功率预测预报成为当前电力系统亟需解决的问题。为了克服数值天气预报短波辐射的误差对光伏功率预测的不利影响，文中对短波辐射和实际测量的总辐照度的绝对误差及两者之间的相关性进行分析，并建立了基于长短期记忆网络的数值天气预报短波辐射修正模型，LSTM训练时间短，在进行数值天气预报短波辐射的修正时可表现出较强的优越性使修正后的短波辐射更加接近实测总辐照强度。通过实测数据实验，验证了修正短波辐射对光伏功率超短期预测精度提高的有效性。
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  适用于直流电网的多端口电容限流式直流断路器

  王鹤, 曹占辉, 罗汉松, 沈冠冶, 边竞, 胡倩慈

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 62-71. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0062-10

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  混合式直流断路器是当前柔性直流系统最为理想的故障隔离方式，文中针对高压直流电网设计了一种多端口电容限流式直流断路器。首先，简要介绍ABB混合式直流断路器的拓扑结构和工作原理，在此基础上提出多端口电容限流式直流断路器的拓扑结构并详细论述了所提直流断路器的工作原理：其次，通过对不同时段下故障等效电路的分析，获得了直流断路器关键参数的设计方法：最后，在PSCAD/EMTDC仿真软件上搭建四端直流电网模型，分析验证了所提直流断路器的开断能力和限流效果，并与多种方案进行经济性比较，进一步验证所提直流断路器的优越性结果表明本文所提多端口直流断路器能够在6.8s内切除故障，并且仅需538个IGBT元件，具备良好的开断、限流能力和经济性。
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  基于阻抗法的风火打捆串补系统次同步振荡分析

  沈墨涵, 严干贵, 贾祺

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 72-82. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0072-11

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  风火打捆串补系统在异常情况下易发生火电机组轴系扭振问题而造成严重的设备故障，揭示风电场接人对火电机组轴系扭振影响机理有助于保障系统安全稳定运行通过构建风火打捆串补系统等值阻抗模型，分析风电场运行条件（风电机组控制器参数、运行工况、并网规模）变化带来的系统阻抗特性迁移规律，进一步探究风电场接入对火电机组轴系扭振作用影响，研究结果表明DIG双馈风电场接入使得系统电气振荡频率增大，设置合适的参数可能使系统避开火电机组轴系扭振频率，有利于系统稳定。构建EMTDC/PSCAD仿真算例系统，验证了理论分析结果的准确性。
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  基于双边LCC拓扑结构的无线电能传输系统设计

  王子俨

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 83-89. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0083-07

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  无线电能传输是一种借助空间无形软介质实现将电能由电源端传递至用电设备的技术。在无线电能传输系统中，拓扑结构的选择对系统性能有很大影响，针对这一问题，文中设计了一种基于双边LCC拓扑结构的无线电能传输系统。引入四种基本谐振拓扑结构中传输性能占优的串-串型拓扑结构，与双边LCC拓扑结构进行对比分析并建立无线电能传输系统，通过试验分析得出双边LCC拓扑结构下的系统相比串-串拓扑结构，具有更好的传输性能以及抗偏移能力，其系统传输效率最高达到83%，且不低于60%.
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  基于随机网络能量的电力系统暂态稳定评估

  刘铖, 张昊鑫, 朱晓锋, 张艳军, 徐洪涛, 张轶平

  东北电力大学学报. 2022, 42(6): 90-99. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-06-0090-10

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  随着新能源的大量并网，电动汽车等随机负荷的渗透率不断增加，现代电力系统的结构框架趋于复杂化，表现出强烈的随机性。随机扰动下电力系统暂态稳定的评估越来越重要。文中首先对计及随机扰动的电力系统暂态稳定性现有方法基于随机网络能量函数，提出了基于随机扰动的电力系统数学模型，为后续研究奠定基础：其次，就随机电力系统应用状态下的暂态稳定评估指标体系进行构建与优化，研究了随机扰动的强度和类型对电力系统暂态稳定性的影响：最后，通过单机和十机算例对算法有效性进行验证。