2025年, 第45卷, 第2期　刊出日期：2025-04-30

  

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  基于GaN的高频LLC通信电源研究

  高珊珊, 张萱, 刘博禹, 王懿杰, 徐殿国

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 1-7. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0001-07

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  微型化模块电源的应用在工业领域中已经十分广泛，包括通讯医疗、工业自动化以及消费电子等领域。对于微型化模块电源，系统功率密度是重要的性能指标，降低无源元件的尺寸可以显著提高此性能指标，故需要提高系统的工作频率。文中深入讨论半桥LLC谐振变换器，从拓扑结构、工作原理和电气性能等多个角度进行分析，并制定优化系统参数的可行方案。随着工作频率的提高，变压器副边漏感的影响也会增大，为保证电路的工作性能，对变压器副边漏感进行分析，并建立新的电路模型以进一步对性能进行优化。此外，为保障功率器件实现理想的软开关工作状态，对参数计算方法进行优化调整，确保电路的软开关特性。通过搭建基于GaN器件的实验样机，额定输入电压48V，输出电压12V，额定输出功率300W，开关频率1MHz，满载效率达到95.6%，实验结果验证了理论分析的正确性。
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  宽范围调压双向准单级隔离型DC-DC变换器关键问题与挑战

  刘飞, 李金宇, 赵杨

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 8-13. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0008-06

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  随着新能源汽车的迅速发展，车用无线通讯技术（Vehicle to Everything,V2X）成为车-网-荷互联和能源共享的有效手段。作为V2X技术的核心单元，双向DC-DC变换器是实现能量交互的关键装备。面对动力电池电压的大幅波动特征，如何在宽电压范围内实现加权效率最大化、减少器件数量并提升功率密度，是V2X双向变换器发展中一直追求的目标。文中针对宽范围调压双向准单级隔离型DC-DC变换器，从变换器拓扑、调制策略和控制方面这三个方面，对现有的研究进行了总结和梳理，给出了现有研究存在的不足和挑战。
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  基于统一动态模型的双有源桥积分下垂并联系统建模方法研究

  潘修一, 王思佳, 孙战, 刘奥成, 高珊珊, 王懿杰

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 14-21. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0014-08

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  直流微网分布式电源系统模块化设计与并联优化控制显著提升系统稳定性和功率扩展能力，但由于双向隔离变换器并联系统的动态参数互耦特性，给系统建模与稳定性分析带来直流微网分布式电源系统模块化设计与并联优化控制显著提升系统稳定性和功率扩展能力，但由于双向隔离变换器并联系统的动态参数互耦特性，给系统建模与稳定性分析带来新的挑战。为此，基于双有源桥（Dual Active Bridge,DAB）变换器的统一动态模型，提出一种多能源变换器并联积分下垂控制建模方法。仿真结果表明，所提出的建模方法能够精确预测阶跃扰动响应，验证模型的准确性。新的挑战。为此，基于双有源桥（Dual Active Bridge,DAB）变换器的统一动态模型，提出一种多能源变换器并联积分下垂控制建模方法。仿真结果表明，所提出的建模方法能够精确预测阶跃扰动响应，验证模型的准确性。
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  面向高精度领域的多电平功率放大器谐波抑制方法综述

  韦坚, 刘晨, 郭智超, 赵晓坤, 王伟男, 张佳薇

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 22-31. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0022-10

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  近年来随着多电平功率放大器在高精度领域中的应用，总谐波失真（Total Harmonic Distortion, THD）成为在高精度领域中一项重要指标。文中首先对多电平在高精度领域中的应用及带来的谐波问题进行了介绍和分析，阐明在多电平功率放大器系统中引起总谐波失真的来源；其次，以抑制THD采用的方法和手段为依据，阐述了在拓扑结构、调制策略和多模态控制中谐波抑制方法的优点和不足，并着重阐述了谐波抑制新理论、新方法的原理和特点；最后，对多电平功率放大器THD抑制方法进行了总结，指出在提高电压电平数量、响应速度等方面的研究思路。
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  温控负荷参与电网调频研究综述

  张利伟, 董昊, 周文婷

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 32-43. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0032-12

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  面对风电、光伏等新能源规模化开发利用，电力系统运行灵活性不足的问题日益突出。随着电能转型的不断推进、用电技术的持续创新以及分布式发电技术的广泛应用，负荷侧正朝着数字化、智能化及有源化的趋势快速发展。其中，空调、电采暖等温控负荷展现出巨大的可调潜力，有必要从不同角度梳理温控负荷参与电网辅助服务技术的目前研究进展和未来方向。首先，总结新型电力系统下电网有功频率控制面临的挑战，并结合不同调频机制的控制框架，详述温控负荷参与电网调频的各控制方法原理和特性，并分析不同方法的利弊和适应环节；其次，评估温控负荷单台、聚合模型性能及其适用场景；最后归纳了空调负荷参与一次调频、二次调频、低频减载等不同辅助服务的主要难题和技术方法，以推动温控负荷成为未来电力系统调频的重要组成部分。
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  电力监控系统网络空间资产画像构建及预测识别方法研究

  蒋渊, 何馨, 李伟琦

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 44-51. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0044-08

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  随着电力监控系统的广泛应用，网络空间资产的管理日益复杂，数据繁多、分类不明等问题日益突出，据此提出电力监控系统网络空间资产画像构建及预测识别方法。文中提出一种结合MLP_LSTM模型的预测识别方法，通过资产信息收集与特征提取，构建资产的初步画像；随后利用多层感知机（Multilayer Perceptron,MLP）进行特征的非线性映射，再引入长短期记忆网络（Long Short--Term Memory,LSTM）模型捕捉资产的时序信息，实现更精准地预测识别。仿真实验表明，相较于传统方法，该方法不仅显著提高管理效率和安全性，而且通过MLP_LSTM模型的引入，进一步提升预测识别的准确性，为电力监控系统网络空间资产的智能化管理提供有力的技术支撑。
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  基于3D扫描测风激光雷达的风资源观测研究与应用

  李金鑫, 郑悦, 包文奇, 肖永鸣, 刘起超

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 52-58. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0052-07

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  文中基于相干多普勒测速原理，研发具有三维扫描功能的测风激光雷达系统，通过构建三波束扫描模式结合速度方位显示算法，实现大气边界层三维风场动态重构。在河南省兰考平原地区开展地基雷达与三维激光雷达同步观测试验，采用线性回归模型和时序分析方法对比两者在280高度层的水平风速、风向及140m径向风速测量数据。实验结果表明：水平风速测量呈现显著线性相关；风向数据保持较高一致性（R2=0.908）；径向风速时序波动特征同步性良好（R2=0.982）。三维雷达系统展现出秒级刷新率、亚米级空间分辨率的技术优势，可精准捕捉低空急流和风切变现象。验证三维激光测风技术在平坦地形下的测量可靠性，为风电场微观选址及尾流效应评估提供高精度探测手段。
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  极端冰雪天气下多阶段电力系统韧性提升方法研究

  王伟臣, 林海源

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 59-68. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0059-10

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  近年来，随着特高压长距离架空输电网络的快速扩展及电力基础设施覆盖范围的持续扩大，覆冰灾害发生频率显著攀升，导线断裂、杆塔倒塌等连锁性故障事件频发，对电力系统的安全稳定运行构成严峻挑战。为降低冰灾对系统的冲击，亟需开展冰灾期间电力系统韧性提升方法研究。根据气象预报信息和微地形信息计算输电线覆冰厚度，分别求出线路与杆塔所受的总荷载，根据线路与杆塔各自的设计强度在线评估输电线故障率的变化，模拟系统运行状态，构建韧性指标进行系统韧性评估，并分别采用灾前、灾中和灾后三个阶段的提升方法，提升电力系统的韧性。
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  直驱风电场经LCC-HVDC外送系统的次同步振荡特性分析

  严干贵, 任爽, 王振洋, 赵越, 郭剑宇, 王大中

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 69-81. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0069-13

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  “双碳”目标驱动新能源快速发展，大规模风电经由传统高压直流输电（Line-Commutated Converter Based HVDC,LCC-HVDC）并网外送是风电开发利用的主要方式，直驱风机与LCC-HVDC之间的交互作用不当是导致次同步振荡的主要原因，但其振荡机理和影响因素不明确。文中面向直驱风电场经LCC-HVDC外送系统的次同步振荡问题，通过扰动测辨法构建直驱风电场、直流输电系统和公共并网点（Point of Common Coupling,PCC）端口阻抗模型。基于阻抗分析法提出一种适用于交直流系统的稳定性判据，分析影响系统稳定域的主导因素和各设备对系统阻抗特性的影响，揭示控制参数对系统阻抗特性的影响规律，结果表明随着直驱风机网侧变流器、LCC-HVDC整流侧控制器比例系数减小和积分系数增大，LCC-HVDC、风电场端口阻抗均易呈现负电阻特性，直驱风电场和LCC-HVDC构成的并联阻抗呈现负阻尼特性，系统存在次同步振荡风险。最后，基于PSCAD/EMTDC平台进行时域仿真，进一步验证各控制参数对系统稳定性的影响。
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  基于多能流计算的电-气-热耦合综合能源系统静态电压气压安全分析

  初壮, 孙绍文, 周池

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 82-92. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0082-11

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  在综合能源系统中，电-气-热系统通过耦合元件进行连接，任一子系统节点变量的越限都可能导致整个综合能源系统的不稳定、不安全运行。为此，提出了综合能源系统静态电压和气压安全稳定裕度指标，并给出提高综合能源系统安全性的策略。首先，构建综合能源系统中电-气-热系统的模型，耦合枢纽采用能源集线器模型；其次，采用牛顿-拉夫逊法的交替求解法求解综合能源系统多能流方程，给出静态电压气压安全裕度范围及相关安全策略。根据给出的安全裕度指标，采用灵敏度方法，分析负荷扰动下节点电压及气压等状态变量的安全裕度进而确定系统的薄弱环节；最后，选择合适的策略以确保负荷波动后系统的节点电压和节点气压达到安全裕度要求。算例分析表明，文中确定系统薄弱环节方法效率更高，所提策略有助于提升综合能源系统系统安全性使其可靠运行。
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  计及多重不确定性和P2P交易模式的多综合能源系统优化运行研究

  于娜, 原志豪, 黄大为, 常英杰

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 93-103. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0093-11

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  随着能源系统互联化和能源交易市场化的高度发展，通过多综合能源系统（Multi-Integrated Energy System,MIES）的区域互联使综合能源系统（Integrated Energy System,IES）的能源利用率更高效、经济收益更可观。首先，文中构建多能源市场背景下的MES合作联盟的能量共享架构，建立MIES之间的电能和备用点对点（Point To Point，P2P）交易模型；其次，对新能源出力的不确定性，电价及备用价格波动风险进行分析，文中采用条件风险价值（Conditional Value-at-Risk,CVaR）理论，构建风险成本函数，并将其纳入综合运行成本模型；最后，选择交替方向乘子法（Alternating Direction Method Of Multipliers,ADMM）进行分布式求解，并通过算例分析验证模型的正确性与合理性，实现ME$运行成本的最小化和支付收益最大化，体现不同条件风险厌恶系数对MIES的影响。
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  基于近端策略优化算法的电-气综合能源系统故障场景筛选

  赵朋洋, 陈浩, 孙海航

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 104-112. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-02-0104-09

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  极端灾害可能造成电-气综合能源系统大规模能源供应问题，导致停电停气事故，现有故障场景筛选方法多聚焦于单一故障场景，缺乏对电-气耦合系统中连锁故障传播机制的建模，导致评估结果对极端灾害的鲁棒性预测不足。文中构建了电-气综合能源系统的连锁故障模型，考虑了电力传输线路和天然气管道的故障传播机制，构建了一种基于马尔可夫决策过程的连锁故障动态传播模型，并采用近端策略优化（Proximal Policy Optimization,PPO）算法对灾害场景进行高效搜索与优化。并基于IEEE30节点电网和20节点气网搭建电-气综合能源系统连锁故障模型，对PP0算法训练过程进行测试。算例表明，该方法能够识别出严重故障场景及故障传播路径且保证良好的收敛性，提高电-气综合能源系统在遭受冲击时的应急响应能力。
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  基于机组优选的抽蓄电站内机组运行策略研究

  李翠萍, 于舒洋, 刘连德, 何江, 李军徽, 李凯强

  东北电力大学学报. 2025, 45(2): 113-120. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-02-0113-08

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  目前抽蓄电站厂内运行策略的制定，存在未对同型号机组的功率特性进行区分，未计及减少机组启停次数以及机组工作于近振动区间的问题。为解决上述问题，文中提出基于机组组合优选的抽蓄电站内机组运行策略。在区分各同型机组运行特性基础上，以水量消耗最小为目标进行优化。列举调度周期内机组组合，进行以水量消耗最少为目标优选排序，以机组启停约束进行筛选。据此得到各调度时段内机组组合方案，根据筛选结果确定各机组分配功率。仿真结果表明，本文策略在减少水量损耗以及提升抽蓄电站综合效率上均有效果。