- 王新惠;刘攀;刘丰;华小军;邹小林;吕蕊;孔祥力;
首先对所构建的短期经济运行模型进行降维处理；然后，设置3种对比方案（水电站历史实际调度、仅水电站的优化调度、水风光互补系统的优化调度），并获取调度结果；最后，分析风光消纳对多类型水电机组运行效率的影响。以含有3类水电机组（hd、vhs、dd）的某水风光互补系统为实例。研究结果表明：1)2015年，仅水电站的优化调度方案的耗水量比水电站历史实际调度方案平均减少了4.87%，验证了所构建模型的合理性；2）风光消纳后，hd类型机组的运行效率降幅最大（平均绝对降幅为0.078，相对降幅为0.84%）;3）在2类典型场景中，hd类型机组的运行效率在不同场景间的差异最大。研究可为包含多类型水电机组的水风光互补系统运行提供技术支撑。
2025年12期 v.58;No.345 1853-1862页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：22 ] - 李济祺;徐箭;王鹏宇;李亚宁;邓友汉;柯德平;
为探究风光接入对梯级水电站外送通道利用率的影响，采用场景法考虑水风光发电的随机性。基于历史数据将每个月的水风光出力曲线聚类为5种典型出力场景。以外送电量期望为目标函数，同时考虑计及机组振动区约束，构建梯级水风光互补调度模型。运用分段线性化与三角插值方法处理非线性约束，将模型转化为混合整数线性规划（mixed-integer linear programming,MILP）模型。以中国某流域梯级水电站为算例，对比风光接入前后梯级水电站外送通道利用率，并结合算例分析受端负荷特性、水情与风光装机容量对外送通道利用率的影响。研究结果表明，流域内梯级水风光互补调度能够有效提升流域周边新能源的消纳能力与特高压输电通道的利用率。
2025年12期 v.58;No.345 1863-1873页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 包坤泉;袁佳歆;周航;华璞;李旭哲;
针对目前风电机组暂态电压测试装置的输出电压离散化、更换测试不同电压标幺值所需时间长等问题，基于阻抗串联分压以及容升效应原理，提出一种新型结构的阻抗形式的暂态电压控制装置。首先，基于串联分压和容升效应原理，提出一种新型暂态电压发生器装置结构及模型，并且计算其中各元件参数；然后，建立新型暂态电压穿越测试仿真模型并进行仿真实验；最后，制作一台实验样机，通过实验证明了该装置及方法的可行性。该装置实现了高低电压穿越模拟一体化，并通过可调电抗器实现输出点电压连续可调，解决了传统暂态电压测试装置阻抗调节模式离散化、更换设备元器件频繁的问题。
2025年12期 v.58;No.345 1874-1881页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 王本红;黄家志;李昭扬;郭江;章芳情;
针对新型电力系统的复杂动态特性，物理驱动与数据驱动相结合的等值建模方法逐步兴起，其兼顾了物理一致性与计算效率，提升了模型的适应性和精度。对水风光接入下的新型电力系统等值建模及仿真方法进行全面论述，梳理了新型电力系统背景下电网等值建模与仿真的技术需求，重点分析了等值建模的核心技术特征、等值方法、模型降阶与参数优化等方面，并构建综合分析框架，总结了等值建模的关键技术路径及其在新能源电网仿真中的应用优势，归纳了等值建模在未来研究与工程实践中的发展方向，以期为相关研究提供系统性的理论支持。
2025年12期 v.58;No.345 1882-1896页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 魏学锋;姬升阳;刘志辉;刘德新;张勇传;李超顺;
以混流式水轮机为研究对象，系统探讨了其转轮在稳定与限制运行区各工况下的压力载荷分布、径向力、轴向水推力、结构应力及疲劳寿命演化规律，并进一步在寿命最短的极端工况下开展了三维裂纹扩展模拟。结果表明：在稳定运行区内载荷与应力水平整体较低，疲劳寿命可超过百年；而在限制运行区内，部分工况的径向力与轴向推力峰峰值显著增大，应力集中加剧，导致寿命急剧缩短，最短仅约1 a。裂纹扩展模拟显示叶片根部裂纹沿Ⅰ型模式快速扩展，最终长度达13 cm，其扩展过程主要由张开型应力主导。相较于传统的水轮机寿命计算方法，提出了“运行工况-载荷响应-疲劳寿命-裂纹演化”的全流程评估框架，创新性地将全工况寿命分析与裂纹扩展行为相结合，为水轮机的运行区划分优化、寿命预测与检修决策提供了理论依据与工程支撑。
2025年12期 v.58;No.345 1897-1905页 [查看摘要][在线阅读][下载 2120K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 刘绍勇;吴婷;颜俊;颜安;李彧野;李超顺;
高维变量间的时空随机关联影响着水风光耦合场景序列生成，针对如何生成考虑时空相关性的水风光场景集，提出了一种创新的场景生成方法。首先采用马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法构建一套水风光时间相关性场景集，捕捉水风光资源在日内每个小时之间的动态演变特性；然后引入R-vine Copula函数模型表征流域内水风光等异质能源之间的空间相关性，生成一套融合水风光时空相关性的高维耦合场景集；最后通过算例分析了所提场景生成方法的有效性。结果表明：与传统的场景生成方法相比，所提方法得到的场景集在4个季节的时间相关性误差和空间相关性误差有所降低，其中，时间相关性误差平均减少19%及以上，空间相关性误差平均减少35%及以上。
2025年12期 v.58;No.345 1906-1914页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 王一雯;窦佳伟;马兴明;毛新宇;于华楠;
为促进配电网多集群间电能互济与协同调控，提出一种基于电价引导的日前??日内两阶段调控策略。构建多集群直接交易的电价机制，引导各集群依据电价信号开展电量互补。在日前阶段，基于风光出力预测及负荷特性制定协同计划；在日内阶段，结合实时用电情况、电动汽车充放电等信息滚动调整交易策略。待调控结束后完成结算并达成电量平衡。仿真结果表明，所提策略能够有效激励需求响应，促使储能灵活参与调节，从而削减高峰负荷、提高新能源消纳能力，降低系统峰谷差与运行成本，提升配电网的经济性与运行稳定性。
2025年12期 v.58;No.345 1915-1926页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 汪沛;袁方;余意;杨庭骥;
针对新能源发展中风电和光伏等低惯量发电源因受自然因素影响而具有不稳定特性，进而给电力系统频率稳定造成严峻挑战这一问题，为实现风电接入下电力系统频率的安全稳定运行，提出一种基于模型预测控制（model predictive control,MPC）的负荷频率控制（load frequency control,LFC）策略。具体而言，以不稳定风电出力作为扰动接入LFC系统，推导风电接入下MPC转化为二次规划的详细理论过程，并进一步延伸到发电速率约束、频率约束以及终端约束下MPC的控制理论。在此基础上，论证在终端约束条件下，基于所构造损失函数的MPC能够实现系统的渐进稳定。为验证所提方法的先进性，在IEEE 39节点系统中将其和PID进行对比，结果表明，所提MPC不仅能确保系统在遭受扰动后频率迅速恢复稳定，还能将机组发电速率严格限制在预设范围内。该方法为风电等新能源接入电网提供了一定理论支撑。
2025年12期 v.58;No.345 1927-1936页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 成芳娟;涂宇杰;袁方;
针对传统日前经济分配策略由于缺乏运行风险感知机制难以在高度不确定的调节环境中实现安全可靠调度的问题，提出一种基于全工况数据的风险感知型日前调度方法。首先利用符号回归（symbolic regression,SR）方法从历史监测数据中自动挖掘水头、功率、运行风险之间的函数关系；然后构建兼顾运行风险与耗水量的多目标厂内经济分配模型，并转化为混合整数线性规划形式进行求解。以某大型水电站为例进行试验验证，结果表明：相较于传统以耗水量最小化为目标的调度模型，所提策略将总运行风险降低了15.4%，显著规避了振动区边界和低负荷高风险工况，增强了调度策略在不确定环境下的鲁棒性与实用性。
2025年12期 v.58;No.345 1937-1943页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 汪沛;袁方;曹辉;李友平;华小军;余意;
提出了一种基于PiReformer的风功率预测模型。首先，针对海量高维传感器捕获的数据，提出融合F检验、互信息与方差分析的特征筛选方法，将3类方法提取的特征融合后输入后续预测模型。进一步，在现有Reformer模型的基础上，对嵌入层进行转置改进并引入随机噪声，显著提升了模型性能；同时，提出改进的前馈层网络，基于门控线性单元（gated linear unit,GLU）改进单一全连接层，增强对非线性特征的提取能力。此外，模型具备反向残差结构及局部敏感哈希（locality sensitive Hashing,LSH）注意力模块。将所提方法应用于实际风电场的风功率预测，相较于现有模型，取得了更高精度的预测结果。
2025年12期 v.58;No.345 1944-1951页 [查看摘要][在线阅读][下载 1398K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 朱斌;王本红;张少华;李超顺;侯义宝;陆雪顶;
研究了宽范围运行条件下水电机组控制器参数对一次调频性能的影响，旨在揭示水电机组多工况运行下控制参数对一次调频各性能指标的影响机理。首先建立一次调频响应模型，构建了包含上升时间指标I_1、调节时间指标I_2、积分电量指标I_3、超调量指标I_4的一次调频考核体系；通过计算不同参数设置下的一次调频考核性能，深入分析了控制器参数对各指标的影响规律。结果表明：比例增益K_P对I_1、I_2、I_4的影响受积分增益K_I大小的影响，而K_P与I_3呈稳定正相关；K_I与I_1、I_2的相关性呈先上升后下降趋势，与I_3呈正相关，与I_4呈负相关。
2025年12期 v.58;No.345 1952-1962页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 辜亿峰;郭江;章芳情;谢俊;汪磊;吕蕊;
为准确描述水风光联合运行场景下的水轮机全工况动态特性，提出了一种基于改进麻雀搜索算法（improved sparrow search algorithm,ISSA）优化径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络的水轮机精细化建模方法。首先以水轮机模型综合特性曲线图作为建模基础，提取流量与力矩特性数据并推算边界条件；然后构造ISSA-RBF神经网络对样本数据进行训练，得到流量特性神经网络（discharge characteristic neural network,DCNN）与力矩特性神经网络（torque characteristic neural network,TCNN）；最后对国内某水电站混流式水轮机进行实例分析。结果表明，相较于其他神经网络，所提方法具有更高的水轮机建模精度与准确度，能够有效体现水轮机运转过程中的非线性特征。
2025年12期 v.58;No.345 1963-1969页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 孙文杰;郑诗珉;李金灵;曹羽生;王鹤;
提出一种考虑源荷不确定性的主动配电网多时间尺度电压优化方法。首先对源荷不确定性区间进行充分刻画，基于该刻画结果构建主动配电网数学模型并分析源荷不确定性对电压运行分布的影响；其次，提出一种基于深度强化学习的两阶段多时间尺度电压优化方法，并将刻画的源荷不确定性区间作为输入信息提供给深度强化学习智能体，以使其学习更优的电压优化策略。具体而言，第1个阶段是基于双深度Q网络算法构建的长时间尺度电压优化模型，主要针对有载调压变压器和电容器组进行长时间尺度的控制，来解决可再生能源与负荷所带来的长期预测偏差问题；第2个阶段是基于深度确定性策略梯度算法构建的短时间尺度电压优化模型，主要对分布式能源逆变器和储能系统进行优化调控，来解决短期波动所带来的问题。最后，在改进的IEEE 33节点系统上进行算例验证。仿真结果表明：所提的两阶段长短期协同电压优化方法有效地改善了电压分布，减小了网络损耗，提高了主动配电网在源荷不确定性下的鲁棒性，确保了系统电压的实时优化。
2025年12期 v.58;No.345 1970-1982+1996页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 王本红;柯轶铭;成芳娟;朱斌;艾远高;
混流式水电机组为平抑新能源发电的间歇性，常被迫长时间运行于振动区或邻近区域，导致机组效率下降、压力脉动加剧、机械损耗增加，威胁机组安全与电网稳定性。针对该问题提出一种基于改进K-means聚类的水电机组振动区动态划分方法。该方法融合多源运行数据（振动、摆度、水头、功率），通过密度峰值初始化与时序滑动窗口机制优化聚类过程，将机组的运行区域划分为稳定运行区、限制运行区和禁止运行区，实现振动区边界的动态调整。将历史在线监测系统的越限报警日志作为禁止运行区对照标签用于一致性评估。结果表明，该模型聚类准确率达95%，轮廓系数为0.93，显著优于传统方法，为新型电力系统下水电机组的安全高效运行提供了技术支撑。
2025年12期 v.58;No.345 1983-1989页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 辜亿峰;李友平;邓友汉;曹辉;华小军;
为准确模拟风光高比例接入下水电站的运行特性，支撑水风光一体化联合运行研究，提出了水电站厂网互动联合仿真方法。首先，根据系统拓扑提出了仿真系统整体架构，由数字信号处理器（digital signal processor,DSP）与实时数字仿真系统(real-time digital simulator,RTDS)分别完成水电侧与电网侧的仿真建模；其次，详细介绍了厂网互动联合仿真模型的建立方法；最后，通过基于最长公共子序列（longest common subsequence,LCS）的仿真结果评估方法对仿真准确度进行校验。结果表明，所提方法兼顾了水风光多能互补系统机电暂态与电磁暂态的仿真需求，仿真结果能够真实反映风光接入下的水电站调节特性。
2025年12期 v.58;No.345 1990-1996页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 贾顺顺;陈晓波;张文昌;吴德瑜;邱先林;张国睿;
为提升水风光互补系统中无功补偿的灵活性与响应速度，解决现有正交磁通型可控电抗器电感调节范围受限和控制灵敏度不足的问题，提出一种基于三维正交磁化原理的新型可控电抗器结构。该结构通过在三柱式铁芯中引入空间对称的双正交直流励磁路径，在交流铁芯中柱区域构建三维复合磁场调控机制，实现了交直流磁通的高效解耦与宽范围调控。基于张量磁导率理论，系统阐述了三维正交磁场对铁芯磁导率的调控机理，建立了等效磁路模型，推导了电感调节特性的解析表达式，并提出了相应的参数设计方法。通过有限元仿真构建了0.4 kVA、220 V的电抗器模型，对其伏安特性、谐波特性和控制特性进行了深入分析。仿真结果表明，所提三维结构在额定电压范围内呈现良好的线性伏安特性，在0～30 A直流控制电流范围内总谐波畸变率保持在1.02%～3.39%的较低水平。与同等条件下的二维正交结构相比，三维结构的电感变化范围达到35.47%，较二维结构的22.80%高12.67%，控制灵敏度高55.47%，验证了所提结构在拓宽调节范围、提升响应速度方面的优势，为水风光互补系统提供了一种高性能的无功调节设备解决方案。
2025年12期 v.58;No.345 1997-2005页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 姚海燕;冯姗姗;郭强;缪宇峰;伍掌;徐昌文;刘凤;
针对数据中心电力供应的不间断需求，提出了一种基于飞轮储能的不间断电源（uninterruptible power supply, UPS）系统，以保障数据中心的电力供应效率和可持续性。探讨了将风能、太阳能等主要新能源集成到数据中心电力供应中的技术挑战，并提出了一种优化新能源与飞轮UPS融合微电网系统调度的方法，该方法不仅可以降低数据中心的经济成本，还能提高微电网新能源的利用率，实现经济成本和能源利用的双重优化。最后，通过改进的多目标灰狼优化（multi-objective grey wolf optimization, MOGWO）算法在Matlab平台进行仿真，验证了所提融合微电网系统的有效性和改进MOGWO算法的优越性。
2025年12期 v.58;No.345 2006-2013页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 骆佳勇;李能昌;张欢;周静位;肖闯;林奕秀;
针对水电机组振摆信号的高度非平稳、非线性特性导致其难以被准确预测的问题，提出基于多尺度自适应特征提取与最优核极限学习机（kernel extreme learning machine,KELM）的水电机组振摆预测方法。首先，采用变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）对机组振摆信号进行多尺度分解，得到若干个模态分量，以削弱机组振摆序列的非平稳特性；然后，引入自编码器（autoencoder,AE）对分解得到的各模态分量进行自适应特征提取，从而精准捕获不同分量蕴含的深层特征信息；最后，构建最优KELM模型对所有模态分量进行分别预测，并通过叠加各分量的预测结果得到最终的振摆预测值，同时提出改进中华穿山甲优化算法（improved Chinese pangolin optimization,ICPO）率定最优KELM的关键参数以进行全局寻优，提升模型预测性能。实际案例的对比分析验证了所提方法的有效性与实用性。
2025年12期 v.58;No.345 2014-2022页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] 下载本期数据