2025年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2025-06-30

  

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  基于移位窗口自注意力Swin Transformer的电力系统暂态稳定评估

  安军, 卞浩洋, 周毅博

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 1-9. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0001-09

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  目前以Transformer为代表的深度学习算法在电力系统暂态稳定评估问题中表现优异，但标准Transformer对暂态数据中的局部特征提取不足。为进一步提高评估准确率，提出一种基于Swin Transformer的电力系统暂态稳定评估方法。该方法使用非重叠局部窗口+移位窗口代替标准Transformer中固定分块计算自注意力的模式，能够进行局部-全局注意力协同计算，有效提取电力系统暂态数据中的多粒度特征信息，提高模型评估准确率。同时，通过注意力机制引导模型自适应识别并聚焦关键机组，分析注意力权重与系统失稳模式的对应关系，对模型决策进行解释。此外，模型在预测系统暂态稳定性时，计算复杂度仅与特征图大小呈线性关系，与Transformer和特征图大小为平方关系的计算复杂度相比，显著降低模型的训练成本。通过仿真算例表明所提方法与传统深度学习和机器学习方法相比评估性能更优，且相较于标准Transformer计算成本更低。
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  基于QPSO-CNN-Bi-LSTM-Attention的风电机组状态预测方法

  刘宏博, 李本新, 张鹏, 王宵

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 10-18. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0010-10

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  为准确预测风电机组的运行状态，实现风电机组故障的早期预警，降低风电场运维成本，文中提出一种基于QPSO-CNN-Bi-LSTM-Attention的风电机组状态预测方法。首先，采用核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）算法提取风电机组SCADA状态监测数据中的主成分分量，计算SPE构造风电机组状态的训练集和测试集数据；其次，基于风电机组正常状态和异常状态的训练集数据优化QPS0-CNN Bi-LSTM-Attention模型的超参数，计算测试集数据的SPE数值，并通过与SPE阈值对比，实现风电机组异常状态的提前预警；最后通过内蒙古某风场1.5MW风电机组SCADA监测数据进行算例分析，验证所提方法的有效性和准确性。算例分析表明，所提方法相比CNN、LSTM和CNN-LSTM方法，可以提取隐含在非线性数据中的主成分分量，具有更好的预测性能和稳定性。
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  直驱风电并网系统暂态稳定域研究

  严干贵, 张酷程, 岳霖, 杨成, 李永越

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 19-29. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0019-11

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  风电并网系统依赖锁相环保持与系统的同步运行，并实现有功、无功的解耦控制，大扰动下锁相环极易受到并网点电压的影响，导致风电机组失步脱网。首先建立直驱风电并网系统在暂态期间的等效转子运动方程，刻画并分析了其同步特性：然后类比传统同步发电机的功角稳定理论，分析在一定初始状态及故障强度下，系统暂态稳定平衡点的存在性问题，在此基础上，基于电网故障期间有功、无功电流注入的暂态稳定域，对稳定域中的一系列特征点进行详细分析，为不同目的导向的稳定控制策略提供设计依据；最后在PSCAD平台上搭建直驱风电并网系统的仿真模型，量化分析在对应特征点取值的有功、无功电流注入下系统的暂态特性，相关仿真案例验证理论分析及所提出的暂态稳定域的合理性。
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  基于多能流平衡网络模型的屋顶集成光储系统设备选型及容量优化配置

  黄大为, 陈柄运, 殷航

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 30-39. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0030-10

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  针对屋顶集成光储系统设备选型和容量配置问题，文中提出基于多能流平衡网络模型的屋顶光伏设备选型及容量优化配置方法。将集成光储系统中设备与能流抽象为节点与支路的二元关系，构建多能流平衡网络模型，刻画系统内部的多能流耦合关系与分布特征。通过对多能流平衡网络拓扑结构的分析，运用顶点子图分解的图论方法，形成汇集-分配节点与待选设备能流关联矩阵，将待选设备以0-1变量组合形式引入屋顶光伏集成系统容量优化配置问题，建立综合考虑经济性和节能性指标，以及设备选型、容量配置和运行约束的整数线性规划模型。通过算例仿真，验证所提建模方法在提升建筑屋顶集成光储系统经济性和能源利用水平方面的合理性及有效性。
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  电采暖负荷参与电网调节的关键技术研究进展

  张利伟, 许智翔, 周文婷

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 40-49. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2025-03-0040-11

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  电采暖负荷向电力系统提供多种辅助服务，在提高电力系统稳定的同时减少碳排放量，随着国内外研究不断加深，其应用规模也逐渐扩大。文中结合国内外研究成果，从单台电采暖模型、电采暖负荷群聚合控制模式、电采暖调节能力评估以及电采暖参与电网辅助调节控制方式四个方面对电采暖负荷参与电网调节的关键技术进行分析，总结目前电采暖负荷参与电网调节的关键技术，结合目前技术所面临的问题，从提高电采暖负荷建模精度、考虑第三方的收益问题及优化调度策略三个研究方向提出展望。
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  考虑源荷协同优化的梯级水电系统多时间尺度调度策略

  崔杨, 徐晓庆, 杨海威, 赵钰婷

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 50-61. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0050-12

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  为构建新型电力系统，水电功能由“电能供应”逐渐变为“电能供应+灵活调节”。水电传统日前调度方法由于不能实现水电参与电力系统实时功率平衡调节，导致无法应对电力系统短时新能源波动情况。为此，文中提出一种考虑源荷协同优化的梯级水电系统多时间尺度调度策略，深入挖掘水电灵活调节潜力。首先，基于梯级水电运行特点，从电量、水量两个方面分析其参与电力系统实时功率平衡调节存在的问题；其次，分析源侧梯级水电和荷侧灵活调节资源协同互补机理，并构建梯级水一风-火系统源荷多时间尺度调度框架，在实时阶段引入水位允许波动范围，限制实时调节阶段水库水位变幅；最后，运用线性化方法将原模型转化为混合整数线性规划模型，并在IEEE 39节点进行算例分析。结果表明文中所提方法相比于传统日前调度方法，降低系统运行成本9.3%，提高风电消纳量1.52%，降低系统碳排放量4.85%，可助力系统安全经济低碳运行。
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  基于改进下垂控制的逆变器双模式运行控制策略

  李善寿, 王思文, 叶伟, 黄梅初, 谢陈磊

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 62-69. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0062-08

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  针对微网逆变器在孤岛与并网两种工作模式间的切换,出现入网电流冲击以及输出功率超调的问题。在下垂控制的基础上,借鉴虚拟同步机控制,在有功下垂控制中,添加惯量调节单元,以及在有、无功下垂控制中同时添加积分环节,设计改进的双模式统一控制策略。在抑制入网电流冲击的同时使系统功率以额定值稳定输出,并结合并网主动预同步控制,实现逆变器离/并网模式平滑切换。仿真结果验证,文中所提控制策略的有效性,逆变器在离网和并网模式均能实现输出功率的稳定控制,模式切换时无电压电流冲击。
  
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  提高风火打捆系统暂态稳定限流式SSSC不同摆下的控制策略研究

  李娟, 王岩

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 70-80. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0070-11

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  文中阐述限流式静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator,SSSC)工作原理,采用SSSC加强风火打捆系统送端与受端的电气联系。基于双馈风机等效外特性建立含限流式SSSC的风火打捆系统在正常运行、故障期间及故障后的功率模型,通过等面积定则推导出限流式SSSC的限流电阻与首摆暂态稳定裕度之间的关系,提出故障期间投入限流电阻保证首摆稳定性的策略;分析故障切除后,风电有功恢复以及SSSC的补偿度对首摆之后电磁功率的影响,提出根据火电机组功角的变化以及风电有功恢复情况,在不同阶段、每个振荡周期的奇、偶数摆过程中,通过改变SSSC的补偿度抑制第一摆之后的功率振荡的控制策略,改善风火打捆系统的暂态稳定性。在Simulink搭建仿真模型进行验证,结果表明限流式SSSC在不同摆期间控制策略可有效提高风火打捆系统暂态稳定性。
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  三电平高增益分裂源飞跨电容双级矩阵变换器及其调制策略的研究

  王汝田, 韩龙杰, 于阳

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 81-89. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0081-09

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  为解决传统双级矩阵变换器电压增益不足和难以实现多电平输出的问题,文中提出一种新型三电平高增益分裂源飞跨电容双级矩阵变换器(Three- Level High Gain Split- Source Flying Capacitor Two- Stage Matrix Converter, TL- HGSSFC- TSMC),并对其调制策略进行深入研究。首先,该变换器结合双级矩阵变换器、新型高增益分裂源网络以及三电平飞跨电容逆变器的特点,旨在提高变换器的电压增益和输出波形质量;然后,采用无零矢量调制策略进行整流级调制,并系统分析高增益分裂源网络与三电平飞跨电容拓扑的工作原理,在飞跨电容逆变级中,采用基于移相载波的改进空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)方法,有效解决飞跨电容电压不平衡的问题;最后,利用Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明相较于传统拓扑,所提变换器显著提高电压传输比,并且实现三电平输出。
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  计及风光不确定性的多能耦合系统鲁棒灵活调控

  潘超, 兰冰, 李浩

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 90-99. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2025-03-0090-10

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  针对多能耦合系统在可再生能源波动影响下的能源利用率与韧性平衡问题,提出一种考虑风光不确定性的多能耦合系统鲁棒灵活调控策略。首先,基于源储荷灵活性资源联动确定日前计划,考虑风光波动进行鲁棒日内调控;然后,提出鲁棒调控指标,分析系统的经济成本、风光消纳率、负荷峰谷差及绿电碳排等综合效益;最后,对东北某区域系统进行仿真,分析典型场景中多能协同与源荷互动效果。结果表明,计及风光不确定性的多能耦合系统鲁棒灵活调控可有效提升其韧性和能源利用率。在风光保守度参数为10/5、风光不确定度参数为σw,t/σv,t 时,风光消纳率提升1.57%,经济成本节约53.90%,负荷峰谷差降低0.36%,同时低碳单元参与系统调控使其碳排降低15.57%。
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  基于光伏补偿的风光场站AGC协调控制策略研究

  夏明辉, 韩玮, 佘超, 赵欣怡, 连宇成, 林忠伟, 宋祎凡, 周家伟

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 100-109. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005- 2992.2025- 03- 0100- 10

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  针对传统风光场站有功功率波动性大、场站跟踪精度不高的问题,利用光伏响应速度快、调节精度高的特点,提出一种基于光伏实时补偿的优化控制策略。该策略通过计算场站最大可发有功功率,采用自适应滑动滤波算法(Adaptive Exponential Moving Average,AEMA)对理论功率进行处理,提高最大可发有功功率的置信度,降低场站有功功率波动量。同时优化指令计算模块,根据调度、风光运行状态计算和分配风光指令,通过分时下发、分步调节风电和光伏指令值实现风光场站跟踪调度指令。经风光场站现场试验,试验结果表明文中所提控制策略与常规控制策略相比,能有效提升场站调节精度,抑制有功功率波动,具有广泛的应用前景。
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  考虑制氨余热回收的风-光-火-氨联合系统功率裕度调节双层优化调度

  张虹, 张连帅, 李亚洲, 张泽熙, 陆春晓, 邢大成

  东北电力大学学报. 2025, 45(3): 110-120. https://doi.org/10.19718/j.issn. 1005-2992.2025-03-0110-09

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  随着可再生能源的并网,可再生能源弃能总量升高与系统功率调节裕度不足问题日益突出。为实现高比例可再生能源的经济消纳与能源系统灵活稳定运行,文中提出一种考虑制氨余热回收的风- 光- 火- 氨联合系统功率裕度调节双层优化调度策略。首先,建立火电机组- 氨能系统及其余热回收整体功率调节裕度模型;然后考虑环境温度对氨能系统余热回收效率的影响,构建以风- 光- 火- 氨联合系统功率调节裕度最大为上层目标,总成本最小为下层目标的双层优化调度模型;最后,通过仿真算例验证所提出的优化调度方法能够提高联合系统的功率调节裕度,促进可再生能源的消纳。