摘要:

摘要:随着新能源渗透率的不断提升，电力市场的结构发生了深刻变化，尤其是需求侧资源参与电力市场在提升电力系统灵活性以及推动低碳转型等方面的作用愈发突出。传统的供给侧调控逐渐转向以需求侧调控为主的多主体决策模式，涉及政府、电力供应商、电网运营商和消费者等多个主体之间的复杂博弈。演化博弈论（evolutionary game theory, EGT）作为研究多主体动态博弈和策略演化的重要工具，在电力市场的需求侧参与分析中展示了独特优势。与传统博弈论不同，EGT充分考虑有限理性、不完全信息以及策略演化的动态过程，能够有效分析不同激励和政策框架下的市场均衡状态与稳定性。文中综述EGT在电力市场中的应用，重点分析基于EGT的需求侧参与的电力市场策略演化过程及均衡机制，探讨EGT如何帮助理解和预测多主体博弈中的策略调整、政策激励对市场稳定性的影响，并展望未来研究方向。通过对现有文献的整理与分析，为政策制定者、市场监管者和研究人员提供理论框架和实践参考，以促进新能源背景下电力市场的协同演化与可持续发展。

摘要:为改善风电电能质量，提升风电场参与电力市场程度并实现合理储能配置，文中基于广东省电力市场交易规则，综合考虑电能量市场价格与调频辅助服务市场价格的不确定性，提出一种基于信息间隙决策理论（information gap decision theory, IGDT）的风电场储能优化配置策略。在配置阶段考虑配置与运行相结合，构建风电场储能双层优化配置模型：上层以风储系统年净收益最大为目标进行储能容量配置，下层考虑风储系统实际运行场景，以日运行收益最大为目标优化风储系统运行策略。针对下层模型运行场景中电力市场价格不确定性，基于IGDT引入价格偏差系数，在双层模型的基础上，以价格偏差系数最大为目标，构建基于IGDT的风电场储能优化配置模型，通过联合优化得到储能配置结果。仿真算例表明，所提策略能够在电力市场价格波动的条件下实现经济合理的储能配置。

摘要:在电力市场环境下，风储系统通过参与能量市场和调频市场实现经济性提升和电网调频调峰辅助功能，但竞价策略需要解决风储竞价能量-调频双市场协同优化等关键问题。为此，文中提出一种基于深度强化学习驱动的风储系统参与能量-调频市场竞价策略，以应对不完全信息市场环境下的风储系统竞价策略。首先，构建风储系统参与能量-调频市场交易框架，阐明各市场主体的竞价与运营策略；然后，针对不同调频资源的响应能力差异，引入实时调频性能得分模型，并建立风储系统竞价模型；最后，为求解不完全信息市场环境下的多主体随机博弈问题，采用具备无模型学习能力的多智能深度强化学习方法，处理多主体竞价博弈关系。仿真结果表明，文中所提方法能够有效为风储系统参与能量-调频市场制定竞价策略，在保证高收敛稳定性的同时显著提升经济性收益，并有效支持电网的调频调峰需求。

摘要:综合能源系统（integrated energy system, IES）以其高度灵活、环境友好的特点，在实现低碳经济和提高能源效率方面具有巨大潜力。然而，现有的IES建模方法难以挖掘氢能多设备的协同耦合性、且调度策略缺少市场机制的支持。因此，文中提出一种综合考虑绿色证书交易、阶梯型碳交易和需求响应的含氢IES优化调度策略。首先，建立基于电转气（power-to-gas, P2G）两阶段运行的氢能多元利用模型，推动新能源的使用；然后，建立绿证-碳联合交易机制，通过市场激励减少对化石燃料的依赖；最后，考虑综合需求响应优化用户侧用能行为，建立以经济运行成本最小为目标函数的IES优化调度模型，并通过CPLEX求解器进行求解。算例结果表明，文中所提模型能够实现IES多能耦合，提高新能源的消纳能力，减少碳排放量。

摘要:为了面对具有不确定性的新能源大规模接入电网给传统电力市场带来的挑战，文中针对传统电力市场出清策略时间尺度长、新型交易主体收益低等问题，提出考虑风光不确定性的风光火储联合发电系统参与电力现货市场和调频辅助服务市场联合交易的出清策略。首先通过拉丁超立方抽样和Kantorovich距离削减对样本场景进行处理，生成典型的风光出力场景；然后以生成的典型风光出力场景为研究对象，提出以最小化发电成本为目标的风光火储联合发电系统参与电力现货市场和调频辅助服务市场联合交易的出清策略，并采用交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers, ADMM）进行求解；最后在IEEE 39节点系统中搭建相应的数学模型，采用西北某地风光数据为算例进行仿真验证。结果表明，文中所提策略可以合理分配能源出力，提高能源利用率和各交易主体的收益。

摘要:在双碳目标背景下，针对园区综合能源系统（park integrated energy system, PIES）的低碳优化已有诸多研究，但现有研究较少从碳流层面提出提升碳效的低碳优化策略。为此，文中基于云平台提出考虑碳流优化的PIES低碳经济运行策略。首先，构建一种双层协同优化架构，在上层云平台设计碳流优化模块，为下层PIES提供优化建议，下层系统对自身用能计划进行修正，实现协同优化。其次，建立负荷碳势指标测算PIES碳流水平，通过云平台引导PIES降低负荷碳势从而提升系统碳效，并且进一步在云平台设计考虑碳效的纳什议价模块，以提升多主体交易中参与方的碳收益。然后，采用目标级联分析法对双层模型进行求解。最后，通过仿真验证考虑碳流优化的运行策略不仅可以提升综合能源系统经济收益，还能减少碳排，提升碳效，同时在促进PIES间能源交易的过程中提高碳收益。

摘要:当前全国电力市场和碳交易市场正在同步改革，虚拟电厂（virtual power plant, VPP）内部聚合的各类分布式资源不断增多, VPP参与市场的角度出现转变。为研究VPP在电碳联合市场下兼顾经济性与低碳性的竞标策略，将VPP作为价格制定者，提出电碳联合市场下考虑风光不确定性的双层竞标模型。首先，对VPP的运营结构与VPP参与电碳联合市场的机制进行介绍与分析。其次，在此基础上构建上层以VPP参与电碳联合市场时自身收益最大为目标，下层以电碳联合市场的社会福利最大化为目标的双层竞标模型。然后，针对VPP内部资源中风光出力的不确定性，采用鲁棒优化理论进行处理，将VPP双层竞价模型转化为两阶段鲁棒优化模型。最后，通过应用列与约束生成算法、强对偶理论和Big-M法，将问题转化为混合整数线性规划进行求解。算例结果验证了竞标策略的可行性和有效性。

摘要:为提升综合能源系统的低碳性与经济性，充分挖掘灵活需求，提出一种基于绿证-碳交易和热电灵活输出的含氢综合能源系统（hydrogen-containing integrated energy system, HIES）。首先，将传统热电联产（combined heat and power, CHP）耦合有机朗肯循环（organic Rankine cycle, ORC）与电锅炉（electric boiler, EB）灵活运行，使燃气轮机（gas turbine, GT）产生的电力可以同时供应给电力网络和EB，其释放的热能则可以同时用于ORC和EB，以此缓解热电耦合限制。其次，融合绿证交易和阶梯式碳交易构建绿证-碳交易模型，以降低系统的碳排放、提高可再生能源的消纳，同时分析绿证单价和可再生能源配额系数对于系统优化调度的影响。然后，将电解槽、氢燃料电池等纳入模型中，充分考虑氢能的多元化利用，提升系统的低碳性。最后，以系统总成本最低为优化目标，构建日前优化调度模型。算例结果表明：该策略可提高系统的可再生能源消纳，同时降低系统碳排放和总成本。

摘要:在新兴电力市场中，配电网运营商和微电网运营商之间可以进行双边交易。风光发电设备大量接入带来的不确定条件下，配电网与微电网处于在规划层面考虑多主体双边能源交易影响的合作博弈状态。为了解决传统配微电网协同规划问题的多重非凸性，文中提出一种基于交替优化方法的配微电网协同规划策略。通过交替优化将非连续协同规划问题转变为双层迭代求解过程，上层利用纳什议价在下层生成的凸子集中解得交易电量和支付策略，下层利用从上层获得的交易变量局部确定个体规划问题，将上层双边市场交易出清问题分解为交易电量求解与交易电费求解2个子问题，运用交替方向乘子法先后对2个子问题进行求解。最后，在IEEE 33节点系统中进行算例仿真，结果表明该模型可以有效提升交易双方的运营效益。

摘要:基于当前电力市场和碳交易市场的背景，针对新能源接入的区域电网消纳能力不足、调峰难度大等问题，提出一种基于纳什谈判的区域电网电碳联合多边交易优化调度策略。首先，考虑提高区域电网多边交易灵活性，结合碳交易与发电权交易机制，构建电碳联合交易模型。其次，在计及风电波动性的问题上，采用风电灵活性调节的需求量化方法；并根据日前调度的弃风电量及时段，构建电碳联合多主体点对点交易模型，再将该模型解耦为区域电网联盟利益最大化与电碳联合多边交易收益合理分配两个子问题；通过交替方向乘子法进行交互解耦求解，以确保各主体的隐私安全；此外，在收益公平分配时，选取非对称议价方法量化各主体在点对点交易中的贡献大小并作为议价因子，以达到联盟内收益公平分配的目的。最后，设置多个不同场景验证所提方法和模型的低碳性与经济性。结果表明，所提方法促进了新能源的消纳与灵活性资源协同调度能力的提升，实现了节能减排的目标。

摘要:为解决双碳目标背景下综合能源系统中碳交易成本分摊难题及各方减排积极性不足的问题，文中提出一种基于多主体碳交易成本分摊机制的低碳经济调度策略。首先，综合考虑源荷两侧的灵活调整及响应机制，设计多主体碳交易成本分摊模型。然后，构建以能源销售商为领导者、能源供应商和负荷聚合商为跟随者的主从博弈低碳经济调度模型，领导者制定动态分时碳价，引导跟随者优化设备出力策略和能源消费策略。最后，通过仿真实验，对多个场景进行对比分析。结果表明，与单一主体承担碳交易成本的3种机制的平均值相比，采用多主体碳交易成本分摊机制后系统整体总收益提高3.71%，总成本降低11.97%，碳交易成本减少21.06%，碳排放总量下降19%。这一模型能有效实现多主体间的碳交易成本分摊，促进各主体在碳减排方面的合作，实现经济和环境效益双赢。

摘要:时段划分是制定分时电价的重要环节，每个时段中的最小连续时长与最大连续时长对分时电价的调整效果有重要影响，但目前关于分时电价时段划分的研究鲜有考虑决策者的时长偏好。因此文中考虑决策者对时段总时长、时段内最小连续时长和时段内最大连续时长的不同需求，在聚类分析的基础上，构建考虑决策者偏好的分时电价时段划分模型。所提模型通过隶属度函数和欧氏距离计算负荷值之间的距离，并以各簇内相似性总和最小为目标函数。使用中国某地区的典型日负荷数据验证所提模型的合理性和有效性，结果显示，该模型可以得出满足决策者偏好的时段划分结果。研究发现，采用0-1整数线性规划对时间段进行聚类分析是解决决策者持续时间偏好问题的有效方法。在传统分时电价时段划分模型下，存在修正后的负荷与时段电价不符的现象，而文中所提考虑决策者时长偏好的分时电价时段划分模型对该现象有显著的纠偏效果。

摘要:开环模式谐振理论是解释直驱风机并网引发系统失稳机理的重要理论成果，但其理论研究中基于黑箱量测模型的开环模式谐振风险判定鲜有介绍。以往开环模式谐振风险的判定依赖于精确参数化模型，而实际应用中往往难以获取直驱风机的详细参数，无法建立系统精确参数化模型。为此，文中提出基于量测模型的开环模式谐振风险判定方法。首先，将待研究直驱风机视为黑箱模型，通过扫频法注入电压扰动测量其频率响应；然后，采用矢量拟合技术对量测模型的频率响应进行拟合后得到阻抗传递函数矩阵，进而转化为时域状态空间模型接入闭环系统，利用基于量测模型的开环模式谐振通用分析方法判定系统失稳风险；最后，通过仿真算例演示开环模式谐振风险的分析与判定过程。结果表明：基于量测模型亦可以进行开环模式谐振风险的判定，且所提方法无须获取直驱风机内部详细参数，具有较高的工程实用性。

摘要:陆上风电全直流系统能有效解决谐波谐振、无功传输等问题，是未来风力发电系统的发展方向，其低电压穿越（low voltage ride through, LVRT）能力是系统稳定运行的保障。文中基于系统拓扑及其运行控制策略，剖析网侧电压跌落时聚集在陆上风电全直流发电系统直流环节的盈余功率，分析常规LVRT策略在风电全直流系统中的适用性。考虑电网对风电系统储能配置的要求，兼顾风电机组自启动特性提出利用电池储能存储低电压故障下直流母线的盈余功率实现LVRT的控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建陆上风电全直流发电系统模型，对所提策略进行仿真验证。结果表明，所提控制策略能够提升风电全直流发电系统的LVRT能力，促进直流母线电压的快速恢复；电池储能在故障期间吸收盈余能量，在风电机组自启动期间提供能量，提高了能量与储能的利用率。

摘要:双端低频输电系统中低频线路故障时，换频器采用负序电流抑制策略抑制故障电流，线路两侧电流表现为弱馈和穿越特性，造成传统基于相量的线路差动保护灵敏度降低甚至拒动。为解决上述问题，首先，在基于模块化多电平矩阵变换器（modular multilevel matrix converter, M3C）拓扑的双端低频输电系统中，分析低频线路单相接地和两相短路的故障电气特征及相量差动保护适应性；然后，提出一种故障控制策略，通过抑制功率站正序电流输出显化故障特征，改善差动保护动作性能，进而提高保护灵敏度；最后，搭建某低频输电工程实时数字仿真（real-time digital simulator, RTDS）模型，针对典型故障对所提控制策略开展仿真验证。结果表明，所提故障控制策略可以有效解决低频线路故障下相量差动保护灵敏度不足的问题，具有良好的工程应用价值。

摘要:随着风电并网规模的不断增长，其出力不确定性给综合能源系统（integrated energy system, IES）的稳定经济运行带来了巨大挑战。对此，文中提出基于改进风电场景削减算法的IES低碳经济调度方法。首先，采用改进的迭代自组织数据分析算法（iterative self-organizing data analysis technique algorithm, ISODATA）对大量历史风电场景进行聚类削减，克服传统聚类算法在聚类中心确定和数据内在特征考虑上的不足。然后，以改进阶梯碳价模型计算碳交易成本，针对含电转气-碳捕集（power to gas and carbon capture system, P2G-CCS）耦合设备的IES，建立以提升其经济性、低碳性为目标的IES优化调度模型。最后，仿真结果表明，该模型在保证系统低碳排放的同时可有效降低综合运行成本。

摘要:随着电动汽车的迅速发展，其在用电高峰期的充电需求给配电网带来了巨大的供电压力。现有研究中，虽然对电动汽车进行有序充放电调度能够有效缓解配电网的供电压力，但大多数电动汽车充电站代理商并未考虑不同电动汽车用户之间的需求差异性，无差别对待电动汽车的充放电调度，只会徒增电网侧的供电压力。为解决此类问题，文中首先在合作博弈的框架下，考虑电动汽车代理商与电动汽车用户之间的博弈关系，提出电价指导用户充电选择的电动汽车充电调度优化方法，并搭建电动汽车的动态分时优化充放电仿真模型。然后，在求解过程中，利用改进的果蝇优化算法（fruit fly optimization algorithm, FOA）对电动汽车充电时段进行规划。最后，通过算例仿真分析验证该策略的可行性与经济性。与现有的固定电价策略相比，所提策略不仅可以有效减小电网负荷的峰谷差，避免负荷“新高峰”，而且可以提高代理商和电动汽车用户的收益。

摘要:对于因高比例分布式光伏接入主动配电网引发的电压越限问题，文中提出一种基于分布式光伏集群控制的主动配电网电压优化策略。首先，在日前阶段以经济性为目标，确定日内阶段的可平移负荷量、有载调压变压器挡位以及离散无功补偿设备出力。然后，基于日前阶段调控结果计算近似电压灵敏度，并采用K-means算法，依据集群综合指标划分集群。最后，日内阶段按照集群调节特性，以集群内部网损最小或节点电压偏差最小为目标进行滚动集群自律优化，基于交替方向乘子法进行集群间协同优化。在IEEE 33节点系统上实施该策略，考虑多种天气及不同调控策略进行电压调控效果对比，结果表明：日前集中优化后节点电压处在限值范围内且不越限，日内集群滚动优化后电压偏移量进一步降低，晴天情况下电压偏移量不超过3%。算例结果验证了所提优化策略可以有效保证电压质量，并提高配电网运行经济性。

摘要:10 kV配电线路导线裸露是造成配电网线路运行故障的重要诱因之一，严重威胁配电网的安全稳定运行。传统人工运维巡视手段往往无法及时发现该类缺陷。针对此问题，文中提出一种基于改进YOLOv8算法的10 kV配电线路导线裸露的检测方法，用以辅助电网运维人员快速高效检测导线裸露缺陷。该算法在主干网络利用全维动态卷积代替原始卷积，通过多维度特征提取增强对导线裸露的特征捕捉能力；在颈部网络中，将注意力嵌入模块与原网络中的跨阶段特征融合模块相结合，加强高层特征与低层特征之间的联系，从而更好地分析导线裸露的整体形状和局部细节信息；在损失函数上，选用距离交并比和归一化瓦塞尔斯坦距离相结合的方法，提高无人机拍摄的巡检照片中导线裸露目标的关注度。实验结果表明，改进算法相较原始算法在准确率、召回率和平均精度上分别提升了4.8个百分点、4.2个百分点、5.2个百分点，有效提升了配电网导线裸露的检测能力，为电力系统的安全稳定运行提供了新的技术手段。

摘要:针对相位敏感光时域反射（phase sensitive-optical time domain reflectometry, Φ-OTDR）系统对电力通信光缆上扰动的定位易受环境噪声影响而导致定位信号信噪比低的问题，文中对基于移动方差平均与谱减法的Φ-OTDR定位技术进行研究。首先，通过搭建的相干探测型Φ-OTDR系统连接光纤与光缆进行舞动模拟实验，并采集背向瑞利散射信号，对其进行解调获得幅度信号曲线。其次，通过选择合适的曲线数量与最优步长对幅度曲线进行移动方差平均处理，得到初步的扰动定位图。然后，针对定位区域外的环境噪声，使用谱减法进行降噪，实现定位效果增强。最后，将小波分解降噪与经验模态分解降噪2种方法与谱减法进行对比，结果显示谱减法的定位效果明显优于其他2种降噪算法，经过谱减法降噪处理后的扰动定位信号的信噪比提升可超过20 dB，从采集原始信号到完成定位和降噪处理的计算时间低至0.58 s。

摘要:针对含分布式电源配电网中数据量大，以及传统基于复杂网络理论的电网分区方法存在分区不合理、区域内部无功调节能力不足等问题，文中提出一种基于复杂网络理论的两阶段分区方法。第一阶段基于映射分区的思想，依据“最小电气距离”原则对负荷节点进行初始分区，使得无功源能够更好地协调和控制区内负荷节点，同时减小第二阶段的初始社团规模。第二阶段利用Louvain社团发现算法进行分区凝聚，通过改进分区模块度函数对初始分区进行调整，保证分区的无功调节能力。以IEEE 69节点系统为例验证文中所提方法的有效性。采用该方法分区后的分区数量、区域间无功转移量相较传统方法均有所减小，结果表明文中所提分区方法的无功调节能力更强，更适用于配电网的区域电压无功自治控制。