综合智慧能源

基于门控图神经网络的高容错配电网状态估计方法

刘艺娴, 王玉彬, 杨强

2023, 45(6): 1-8. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.001

摘要 ( 173 )

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随着电力系统可再生能源渗透率的逐渐提升，为应对可再生能源的间歇性特点并确保电网安全运行，对配电网进行实时、准确、高容错的状态估计至关重要。针对配电网量测装置装配水平不完备、模型驱动状态估计对高不确定性环境适应性不足的问题，基于数据采集与监视控制（SCADA）系统和相量测量单元（PMU）获得的多个时间尺度的混合量测，提出了一种基于门控图神经网络（GGNN）的高容错配电网状态估计方法，利用图卷积层和类门控循环单元提取量测时空高维特征，挖掘量测量与状态量的时空与因果关系。最后基于IEEE 33节点系统与IEEE 118节点系统进行了仿真验证，结果表明，GGNN能有效拟合配电网量测量到状态量的时空映射，相比传统最小二乘法和多层感知机具有更高的精度和容错性。

基于多目标粒子群算法的配电网储能优化配置研究

刘子祺, 苏婷婷, 何佳阳, 王裕

2023, 45(6): 9-16. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.002

摘要 ( 195 )

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储能技术具有对功率和能量的时间迁移能力，能有效改善可再生能源的输出特性和可调度性，是构建新型电力系统解决可再生能源大规模并网问题及促进资源利用的关键技术。研究不同应用场景下储能优化配置对其在配电网中的有效应用具有重要意义。针对综合考量技术性和经济性指标的配电网储能配置多目标优化问题，提出一种基于多目标粒子群优化（MOPSO）算法的配电网储能优化配置方法。采用MOPSO算法对多目标储能配置模型求解，并在种群更新过程中引入自适应变异策略以扩大粒子对空间的探索能力，有效改善种群多样性的同时保证后期收敛性，在储能配置问题上得到全局最优解，实现技术与经济指标多目标综合优化。通过Matlab仿真验证所提方法的可行性与优越性。该研究成果对探索配电网储能优化配置方案具有重要的理论与工程价值。

考虑供需不确定性的区域综合能源系统时间解耦分层能量管理

窦真兰, 沈建忠, 张春雁, 江晶晶, 陈祺, 陈婧

2023, 45(6): 17-24. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.003

摘要 ( 139 )

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进行以电为核心的区域综合能源系统运行优化研究，有利于提高能源利用率及系统运行的经济性、可靠性。针对区域综合能源系统中可再生能源出力与负荷需求的不确定性，提出基于能量枢纽的时间解耦分层能量管理策略。基于可再生能源和负荷预测的日前静态优化，实现了多种能源形式的协调利用。在基于反馈校正的日内滚动优化中引入储能一致性系数，使储能的日内滚动优化功率尽可能遵循日前静态优化结果，提高储能长时间尺度参与系统功率平衡的能力，降低系统供需不确定性的影响，系统抗干扰性增强；同时，根据功率预测误差按储能容量均衡分配备用功率，以提高惯性时间常数较小的电力电子化系统的安全稳定性。算例仿真证明了上述优化模型和策略的有效性。

基于CNN-LSTM算法的脱硝优化控制模型研究

王永林, 白永峰, 孔祥山, 郝正, 杨彭飞, 孔德伟

2023, 45(6): 25-33. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.004

摘要 ( 94 )

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为进一步推进“双碳”目标，多数火电厂开始对机组优化改造以适应深度调峰运行新要求。某电厂2×330 MW烟气脱硝项目采用选择性催化还原（SCR）工艺。随着设备老化、系统改造、催化剂寿命缩短、煤质不稳定以及深度调峰下的运行需求变化等，原先的控制模型不能很好地满足脱硝系统新的工况运行要求。通过建立基于Hadoop技术的脱硝生产数据优化分析平台，利用锅炉燃烧以及烟气治理过程中与NO_x相关的参数数据构建生产数据中台，通过卷积神经网络（CNN）算法对影响NO_x质量浓度的数据序列进行特征提取，对影响脱硝环节控制的特征参数进行数据挖掘，利用长短期记忆（LSTM）算法预测NO_x生成质量浓度，训练并定期按需更新CNN-LSTM模型，实现脱硝过程闭环优化控制。

区域综合能源系统容量配置和调度策略优化方法研究

黄银恒, 李猛, 庞毅, 梁茵, 靳增峰, 王金柱

2023, 45(6): 34-41. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.005

摘要 ( 153 )

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能源网络快速发展的背景下，综合能源系统可综合利用冷热电气等多种能源，显著提高综合能源利用率，是目前的研究热点。重点研究了区域综合能源系统容量配置和调度策略的最优化问题，提出一种优化方法。基于区域综合能源系统结构和能量转换原理，构建区域综合能源系统混合整数线性规划模型，应用求解器即可进行解算，同时可得到最优配置和调度策略结果。仿真结果表明，所提出的方法在实现区域综合能源系统经济、灵活、高效运行的同时，可以有效降低运行成本，促进能源供需平衡。

基于多源数据融合的电网计划安全稳定校核技术研究

倪杰, 李晨, 秦天, 吴小潇, 周霞, 马道广

2023, 45(6): 42-48. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.006

摘要 ( 87 )

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安全稳定系统在预防电力系统极端灾害下遭受大面积连锁停电事故中发挥了重要作用，针对现有单一数据来源无法适应当前对外部环境变化的不足，基于气象数据提出了使用时空地理网格的电网多源数据融合方法，研究了基于多源数据融合对电网计划安全稳定校验系统的影响，深入分析了安全稳定校核系统对电网预警计划的提升。该系统以某省级电网进行验证，将广域信息的采集范围从电力系统内部扩大到自然环境，将预警目标从单故障风险延拓到灾害下群发性故障风险。结果表明融合多源数据能有效改善电网安全稳定校核的数据单一化局面，完成系统所涉及的多源数据统一和整合，提升计算数据的可靠性，增强了电网安全稳定运行的能力。

典型综合能源系统建模及特性仿真研究

韩朝兵, 汤冰, 尹瑞麟, 朱正香, 薛明华, 祝建飞, 艾春美, 孙立

2023, 45(6): 49-58. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.007

摘要 ( 103 )

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建立了综合能源系统中光伏光热设备、燃料电池和电解槽、吸收式制冷机和空气源热泵、储热罐和储氢罐等的机理模型，并给出了设备能量平衡约束。根据不同设备的效率、启停速度等实际情况，分别对热设备和电设备制定了管理和调度策略。结合3种不同的应用场景，在能量平衡约束下，根据制定的规则，测试了在不同场景中的系统运行情况，即在可再生能源发电充足的情况下，针对负荷侧电量消纳进行分配，展示了系统的储能调度过程；在可再生能源发电不足的情况下，针对源侧的出力方式进行分配，展示系统的供电供热调度过程。最后针对锂电池电量充满或者放尽的情况进行了仿真，阐述了燃料电池和电解水制氢系统对电能大规模供给和大容量消纳的影响。研究成果可为综合能源系统调度管理提供借鉴和参考。

虚拟电厂关键技术及其建设实践

刘健, 刘雨鑫, 庄涵羽

2023, 45(6): 59-65. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.008

摘要 ( 252 )

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在碳达峰、碳中和及构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下，虚拟电厂因其对分布式能源的灵活有效管理成为智能电网和能源互联网中的重要组成形式，虚拟电厂通过先进的控制、计量、通信、优化等技术聚合分布式能源资源（可调节负荷、可中断负荷、储能等），实现源、网、荷、储的友好互动和优化运行，有利于资源的合理优化配置及利用。介绍了接入调度系统的虚拟电厂系统结构、网络拓扑、控制策略等关键技术，在虚拟电厂建设过程中的保护配置、信息通信、智能终端等方面存在的问题，提出改进措施，可供同类工程建设项目参考。

基于决策树的上海商业建筑虚拟电厂执行力分析

熊真真

2023, 45(6): 66-72. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.009

摘要 ( 92 )

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位于上海市中心的黄浦区商业建筑虚拟电厂是一座零排放的“电厂”，它是以商业建筑在用电高峰时期通过自主控制降低用电负荷，以“数据”为燃料实现“发电”的电厂。由于中心城区商业建筑分布广阔，不同建筑内的用电设备种类繁多，管理人员能力也不尽相同，使虚拟电厂在执行需求响应任务时虚拟发电机执行能力存在一系列问题。将近年来黄浦区商业建筑虚拟电厂中50幢商业楼宇参与需求响应真实事件作为原始数据，使用决策树算法对虚拟电厂中虚拟发电机组的执行力进行分析，从而提高需求响应事件中虚拟电厂整体发电执行力的预测精准度。通过该算法的训练和验证，在当前场景下准确度达到72.3%，且通过随机森林、贝叶斯等方法优化后有进一步提高精准度的可能。决策树模型算法在该场景下有较好的应用价值，可用于虚拟电厂执行能力预测。

碳逸会计在综合能源系统低碳性评价中的应用

赵国涛, 钱国明, 孙艳兵, 丁泉, 朱海东

2023, 45(6): 73-80. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.010

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随着“双碳”目标向着更深层次不断推进落实，不同能源体系低碳性的判定与评价问题受到越来越多关注。以园区综合能源系统为研究对象，针对在其碳足迹核算方面存在的可靠性不足问题，通过碳逸概念的引入和碳逸会计系统的构建提出了一种新的系统低碳性评价思路框架。在对碳逸会计系统的记账原则、会计科目、核算方式和报表体系等进行简要介绍的基础上，针对假定的综合能源系统应用场景，提出有关系统低碳性评价的方法和路径，并对碳逸会计系统的应用前景进行讨论和展望。

市场化发电容量补偿机制探索与试点

冯丽, 刘波, 韩震宇, 张萌雨

2023, 45(6): 81-86. doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.06.011

摘要 ( 139 )

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新能源和电力现货市场的快速发展使燃煤机组的功能定位发生转变，进而引发了成本搁浅问题。为保障电力系统的容量充裕度，确保电网运行和电力供应安全，市场需要引入容量补偿机制。设计了以市场激励为目标的发电容量补偿机制，讨论了容量补偿机制的执行流程，提出了配套的清算、考核、调整和信息披露等机制，并开展了测算分析，可为国内火电机组发电容量成本回收机制的设计提供参考。

2023年 第45卷 第6期 刊出日期：2023-06-25

2023年第45卷第6期刊出日期：2023-06-25