2024年, 第44卷, 第2期　刊出日期：2024-04-30

  

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  柔性相变材料制备与封装技术的研究及应用

  杨柳, 张少茜, 饶中浩

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 1-11. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0001-12

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  面对全球能源需求不断攀升和生态可持续性的挑战，寻找高效的能源转换方法和发展节能技术变得至关重要。相变材料因其在固液转换过程中可以吸收和释放大量的潜热，已成为能量存储、温度调控和高效热管理领域的重要创新材料。柔性复合相变材料由于其能在变形条件下保持性能，被认为在未来智能设备和系统中具有重要应用前景。文中对柔性相变材料的研究进展、合成策略和功能化发展进行了深入探讨和评估。通过分析柔性相变材料在实际生活中的应用，阐述了在实现高效热管理和适应复杂应用环境方面的潜力和可能性，为柔性相变材料的未来发展方向和进一步探索提供了系统的理论指导。
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  跟网型和构网型逆变器的阻抗无源化方法综述

  杜夏恒, 赫玉莹, 邹文, 张犁, MANSOUR D A, SHARAF H M, ZOBAA A M

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 12-20. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0012-09

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  相比传统同步机主导的电力系统，由并网逆变器所主导的新能源并网发电系统动态特性发生了根本性变化。近年，国内外报道了多次新能源并网发电系统振荡事件，振荡现象具有宽频域特征，动态行为具有非线性、时变性和复杂性。并网逆变器的端口阻抗无源性是保证并网发电系统稳定的充分条件，适用于复杂电网下的稳定性优化。文中针对跟网型和构网型逆变器，分别从控制器优化设计、串并联虚拟阻抗和其他无源化方法这三个方面，对两类逆变器的中高频阻抗无源化改善方法进行了总结和梳理，最后探讨了当前研究的不足与现存的挑战。
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  液体分频介质的制备及其对光伏/热系统的影响分析

  刘炜, 郑睿, 陈文刚, 王万潮, 王刚, 林建清

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 21-26. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2024-02-0021-0721

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  光谱分频光伏/热（PV/T）复合利用技术打破了PV电池低工作温度与其高品位热需求的冲突，实现了高效的光电效率和热效率。为了制备合适的选择性分频介质实现PV/T器件内能量合理分配，以去离子水为基液，利用贵金属Ag纳米颗粒与无机CoS0，组合实现分频液体光学特性的高效调控。此外，基于能量平衡法建立了典型PV/T原型系统的电、热输出模型，分析了分频介质光学调控前后对系统热电输出特性。结果表明，水基分频液具有高效红外吸收特性，加入Ag纳米颗粒后，分频介质在可见光波段出现了明显的吸收峰，峰值为435m。进一步加入CoS04后，可以拓展纳米流体吸收峰宽度，且在红外也具有一定的吸收强化。对比光学调控前后分频介质对PV/T系统热电性能影响可以看出，分频介质总的吸收特性增加，PV/T系统的热效率呈现增加的趋势，但其电效率有所下降。基于液体分频PV/T系统的总?效率亦随之增加，且超过28%。分频介质光学特性高效调控可实现PV/T系统的内能量的可控分配。
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  日前电量市场中联合循环机组的竞价策略研究

  宁若汐, 孙海航, 张儒峰

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 27-34. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2024-02-0027-08

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  联合循环（Combined Cycle,CC）机组具有能源利用效率高、温室气体排放量低和运行方式灵活等特性，在电力系统中得到了越来越广泛的应用，积极参与到电力市场的竞价中。为了研究CC机组在日前电量市场中的竞价行为，文中提出了一种日前电量市场中CC机组竞价策略双层模型。上层模型为基于模式的CC机组竞价模型，下层模型为日前电量市场出清模型。该模型中的CC机组和独立系统运营商（Independent System Operator,ISO）通过电量市场出清得到的节点边际电价（Locational Marginal Prices,LMP）相互影响。CC机组向S0提交报价同时影响电量市场的出清结果，并根据$0进行的下层市场出清结果安排发电计划。利用Karush--Kuhn-Tucker（KKT）条件和对偶理论，将所提出的双层优化模型转化为均衡约束数学规划问题（Mathematical Program With Equilibrium Constraint,MPEC）。结果显示，文中所提出的竞价策略提高了CC机组在电量市场中的收益12.28%，降低市场的运行成本25.37%，验证了所提出模型的有效性。
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  基于空间简化和CNN-LSTM的区域风电功率日前网格预测方法

  杨再丞, 孙勇

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 35-41. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0035-07

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  新能源发电在全球范围内得到了越来越多的关注和发展，其中风能是最为常见和广泛应用的新能源形式。风电功率预测对于电力系统的稳定性、可靠性和经济性都具有重要的影响。文中为提高预测精度将风电场场站之间的空间依赖性纳入考虑，并解决网格预测建模困难和预测耗费大量时间和算力的问题，提出了一种基于集群简化的区域风电功率日前网格预测方法。首先，根据空间特性划分相似风电场，利用集群的汇聚效应，化简网络格数：其次，提取集群功率波动最为一致的气象特征，最大程度保留了所有风电场的空间特征；再次，处理输入输出数据形式，形成空间意义上的网格式数据，并通过卷积长短时记忆网络预测模型进行训练和预测；最后，将该方法应用于中国东北部某大规模风电集群验证其有效性。实验结果表明，文中所提出的方法相较于未经网格化简的方法RMSE和MAE分别下降了0.24%和0.05%，有效提高了风电集群日前功率预测精度。
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  基于新能源发电品质量化与负荷时序匹配的功率品质划分模型研究

  马成廉, 赵宇, 宋萌清, 李浩, 曾繁军, 尹波, 刘利则, 杨茂, 孙黎

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 42-50. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0042-10

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  随着大规模风电、光伏接入电网，新能源消纳问题凸显。为缓解新能源消纳的困境，通过分析新能源发电功率与地区负荷的时序匹配关系，建立新能源发电功率品质划分模型，量化新能源发电功率不确定性对电网运行调控影响，进而制定能够反映新能源厂站功率不确定性规律的储能容量配置方案，以有效提升新能源消纳水平。文中提出了新能源发电功率品质划分模型，采用发电功率波动性和功率预测误差两个维度刻画新能源发电功率品质；分析新能源发电功率与电网负荷时序数据，以及预测误差数据，建立统计模型；确定与电网负荷时序匹配的发电功率曲线，建立新能源发电功率品质指标。
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  考虑光伏和能量调度装置的电气化铁路储能运行调度

  赵丽颖, 张灵芝, 郑焕坤, 龚事引

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 51-57. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0051-07

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  随着我国大力发展绿色经济和推行节能减碳，在电气化铁路系统内考虑新能源和列车制动能量相互利用被不断关注。文中提出了一种考虑光伏和能量调度装置的电气化铁路储能运行调度方法，在传统牵引变电所内融入光伏，通过储能和能量调度装置相互配合，提高列车再生制动能量的利用率，减少电网向牵引供电系统输送的电能，同时加强了源荷间的供电可控性和灵活性。数值模拟仿真表明采用文中方法优化后，牵引供电系统向电网获取的电能减少了2500kW，验证了所提方法的有效性。
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  局放检测技术在电力电缆故障在线监测中研究及应用

  王雪亮, 郭海全, 丁伯松, 管轩玉, 熊超, 杜加飞

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 58-63. https://doi.org/10.19718/ij.issn.1005-2992.2024-02-0058-07

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  局部放电检测是评估交联聚乙烯电力电缆（Cross Linked Polyethylene Cable, XLPE）绝缘状况的重要手段。文中研制了一套应用于中压XLPE电缆的局部放电在线监测系统，详细阐述了其工作原理、硬件组成、软件设计及实现方案。该系统通过监测XLPE电缆接地线中的局部放电信号，来综合评估XLPE电缆的绝缘状况。现场运行结果表明，该系统稳定、可靠。
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  基于MDT的含DG配电网分层逐级协同调压策略研究

  段咏霖, 张光烈, 李瑞峰, 李佳和, 顾一晨

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 64-71.

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  新型配电网分布式电源（Distributed Generation, DG）引起的低压侧电压波动是影响用户电能质量的关键因素。文中针对新型配电网的电压调节问题，在电网无功充足的条件下，提出了一种基于有载调压变压器（On-load Tap Changer, OLTC）与模块化配电变压器（Modular Distribution Transformer, MDT）的分层逐级协同调压策略。该策略首先提出电压断面质量这一概念并给出不同情况的建模方法，然后将电压波动范围分为三个区间：区间1为正常区间、区间2为轻微越限区间、区间3为严重越限区间。考虑到经济性和MDT的快响应性，策略将MDT作为主要调节方式，OLTC作为后备调节手段。最后通过仿真对比不同策略下的调节效果，验证了所提策略的合理性。
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  偏差电量转让下的售电公司成本控制策略

  肖白, 马其波, 董光德

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 72-78. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2024-02-0072-07

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  针对在偏差电量考核机制下售电公司成本增加的问题，提出一种偏差电量转让下的售电公司成本控制策略。首先，采用AHP-L0gt模型从价格因素和非价格因素这两个方面分析售电公司的市场占有率；其次，构建基于协商议价模型下的售电公司购电成本模型；然后，建立考虑偏差电量转让下的售电公司之间的交易模型，揭示了协商补偿和偏差电量转让对售电公司成本的影响，以达到减小售电公司成本的效果；最后，通过算例分析验证了文中所提方法的合理性和有效性。
  
  
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  用于提升风电消纳能力的高载能负荷调度策略研究

  马嘉晨, 袁满, 杨德友, 姜超

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 79-87. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2024-02-0079-09

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  近年来，我国大力发展以风电为主的新能源发电，尤其是在我国风资源丰富的“三北”地区，但这些地区往往负荷需求量较小，与风电装机容量难以匹配，因此在我国“三北”地区存在大量弃风现象。为解决这一问题，文中介绍了用于提升风电消纳能力的高载能负荷调度策略。参与调度的负荷为两种高载能负荷，分别为电解铝负荷和铁合金负荷。根据两种高载能负荷的运行特性及调节特性，对其进行分类并建立数学模型，并根据两类负荷的不同特性，分别建立日前调度和日内调度的数学模型，通过算例验证了所提调度策略的有效性。
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  多园区综合能源系统接入主动配电网双层优化调度研究

  李贻涛, 高鹏飞, 邢晓敏

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 88-98. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0088-11

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  随着园区综合能源系统的不断发展与普及，其与上级大电网并网实现交互已成为大势所趋。文中构建了通过联络线相耦合的多园区综合能源系统接入主动配电网的双层优化调度模型。在主动配电网层面，以最小运行成本为目标，充分考虑了联络线功率、分布式电源、储能设备、柔性负荷、电动汽车等可调度资源；在园区层面，以多园区总运行成本最小为目标，考虑了相互联结的多类型园区的并网情况。利用目标级联法对双层模型进行求解。通过算例验证，文中所构建模型具有良好的经济特性与削峰填谷效果，充分证明了文中所提模型的经济性与有效性。
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  考虑变掺氧富氧燃烧与利用LNG冷能的LAES的综合能源系统低碳经济调度

  王义军, 秦烨嵘, 高敏, 孙健淳, 张希栋

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 99-109. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0099-11

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  为促进风电消纳，减少火电机组的碳排放，解决综合能源系统（Integrated Energy System, IES）低碳经济运行问题，文中引入变掺氧富氧燃烧技术对燃气机组进行改造，并结合利用液化天然气（Liquefied Natural Gas ,LNG）冷能的液化空气储能（Liquid Air Energy Storage, LAES），提出了一种电热气冷IES低碳经济优化策略。首先，构建含变掺氧富氧燃烧燃气机组、利用LNG冷能的LAES、电转气（Power To Gas,P2G）设备、中央空调和溴化锂制冷机的E$架构，并建立各设备的数学模型；其次，引入阶梯式碳交易机制，建立了以系统运行成本最小为目标的电热气冷IES低碳经济调度模型；最后，采用MATLAB调用GUROBI求解器对多个场景进行求解，验证了文中提出的低碳经济优化调度策略可以提高系统的风电消纳、有效降低系统运行成本，实现碳减排。
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  考虑需求响应和热能梯级利用的园区综合能源系统多目标优化调度

  孙亮, 孔令乾, 金博文, 张儒峰

  东北电力大学学报. 2024, 44(2): 110-120. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2024-02-0110-11

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  园区综合能源系统（Park-level Integrated Energy System,PIES）供能设备多样，能源耦合机制复杂，是典型的复杂能源系统。为实现PE$低碳经济运行并提升风电消纳量以及解决系统因用能结构不合理导致的能源利用效率偏低问题，文中建立了电热需求响应模型优化负荷，并充分考量能量的“质”与“量”，基于热力学第一、第二定律建立了对系统碳排放约束性较强的综合能效模型，并将系统的热负荷根据能源品位进行细化区分，依据热能梯级利用理论，建立了能量耦合设备的数学模型。最后结合系统经济成本目标及系统综合能效目标建立了园区综合能源系统多目标优化调度模型，实现针对系统内各设备出力的调度。算例分析表明，文中提出的优化调度方案能够在提升系统风电消纳率及运行经济性的同时兼顾系统的低碳高效运行。