编者按：新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。在能源转型背景下，新型电力系统不确定性因素增加，风/光等可再生能源、电动汽车、分布式资源等从多维度向电网引入不确定性因素，导致电网运行调控难度大，传统确定性的运行决策手段不再适用，电网存在运行安全风险。在可再生能源占比迅速增长、用户侧分布式灵活资源规模持续发展的背景下，开展面向电力系统运行的不确定性分析、风险感知与建模、概率优化决策等方向的研究，对新型电力系统的建设与发展具有重要意义。为推动及展示该领域的最新进展，有效促进最新学术和技术成果的共享交流，《中国电力》编辑部特邀清华大学蔺晨晖助理研究员、合肥工业大学杨越副教授、清华四川能源互联网研究院王晶高级工程师、东南大学吴晨雨研究员、哈尔滨工业大学仪忠凯副教授担任特约主编，组织“新型电力系统不确定性建模与运行决策”专栏。现将专栏文章进行汇编，以飨读者！
01
作者：王雪, 刘林, 刘文迪, 翟延鹏, 杨苓, 许方园, 高岩, 张纪欣
单位：国网能源研究院有限公司；广东工业大学自动化学院；国网保定供电公司
摘要：以同步发电机为主导的电力系统正在演变为以虚拟同步机（virtual synchronous generator，VSG）为主导的新型电力系统，电力系统的动态特性发生了重大变化。现阶段，绝大多数文献的研究场景是在无穷大电源的基础下，分析单机或多机并网系统的动态特性，对全部虚拟同步机为主导的电力系统动态特性研究较少。因此，先建立了全部虚拟同步机为主导的三机九节点系统的模型，通过微分方程仿真得到系统的动态特性曲线。然后，利用纵横交叉算法（crisscross optimization，CSO），延迟优化新型电力系统惯量，并与无优化控制系统作对比，在系统发生扰动后，优化后的系统振荡幅值变小，调节时间变小。最后，通过仿真验证了上述结论的正确性。
02
作者：柳丹, 江克证, 康逸群, 冀肖彤, 徐韫钰, 刘芳
单位：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院；国网湖北省电力有限公司；合肥工业大学 电气与自动化工程学院
摘要：新能源并网逆变器的自同步电压源控制技术对构建以新能源为主体的新型电力系统具有重大意义，然而当弱电网电压发生跌落时，传统的自同步控制方法在低电压穿越（low voltage ride through，LVRT）过程中会出现由于电网阻抗大、相角差大等引起的瞬态电流冲击大、弱电网电压无法维持稳定、电压-电流控制能力须相互平衡等一系列问题。推导了低电压跌落时弱电网电压矢量与弱电网阻抗、并网电流之间的关系以及影响因素，进而提出了一种基于暂稳态阻抗重塑的多状态跟随自同步电压源LVRT控制方法，通过稳态阻抗来平衡电压和电流之间的控制能力；通过暂态阻抗重塑保证了整个过程的电压与电流瞬态控制与平滑过渡能力。为了进一步保证弱网下跌落和恢复过渡过程的平滑切换与稳定运行，提出了基于多状态跟随的暂态控制策略，优先发出无功支撑电网电压，并补偿相角和幅值突变带来的瞬态过电压和过电流冲击，帮助电网电压平稳过渡。最后，在Matlab/Simulink中验证了所提控制方法的正确性与有效性。
03
作者：许彦平, 白婕, 施浩波, 秦晓辉, 张彦涛
单位：中国电力科学研究院 电力系统碳中和研究中心
摘要：在电力系统规划与运行的安全稳定计算中，一般选择对安全稳定最不利的运行方式进行校验，但随着新能源渗透率的增加，电网越发复杂多变，人工选择场景主观性较强，针对此问题，提出了一种基于快速凸包算法的极端运行方式提取，从而满足场景选取进行安全校核需求。从电源规划、发输电协调规划两个角度，考虑发电充裕性、火电爬坡需求、网络传输安全3个方面，分析影响规划的极端运行方式；基于凸包算法分别从上述3个方面构建坐标系进行极端运行方式提取；采用中国西北地区电网为算例进行极端运行方式提取，并与基于K-means算法的极端场景提取做对比，结果表明：所提方法能为场景选取提供有效数据支撑，满足电网规划要求。
04
作者：齐彩娟, 陈宝生, 韦冬妮, 杨钊
单位：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院
摘要：“碳达峰、碳中和”目标和新型电力系统构建促进新能源不断发展，对于储能设施提出更高需求。在此背景下，在对风电场进行储能配置时，考虑定价机制下利用共享经济模式对储能进行配置优化，并探讨计及风电出力不确定性对储能配置方案的影响。首先，基于主从博弈制定价格，提出一种以共享储能运营商为领导者，以各风电场为跟随者，并最大化各主体利润的共享储能优化配置模型；然后，针对风电出力波动，引入基于矩信息的分布鲁棒优化方法构建机会约束以描述不确定性，采用矩信息完善模糊集以降低模型保守性，通过切比雪夫不等式将各风电场模型重构为混合整数二阶锥规划模型以便求解；最后，通过中国西北地区某实际风电场数据进行算例分析，结果表明，所提优化配置模型能够减少冗余投资，促进储能参与配置并应对实际风电波动。
05
作者：李鲁阳, 陈龙翔, 陈磊, 孙大卫, 吴林林, 闵勇
单位：清华大学 电机工程与应用电子技术系；国家电网有限公司；国网冀北电力有限公司电力科学研究院
摘要：新能源参与电力系统一次调频时需要解决能量来源问题，配置储能是一种有效的方式。在实际应用中储能配置需要充分考虑物理特性约束、单位成本等多方面的因素，综合比较技术经济性。但是，现有文献所提出的储能系统配置方案通常对运行场景的分析较多，对各类工程约束和储能的实际成本数据则考虑较少。基于储能的实际成本数据，在充分考虑储能系统物理特性及工程设计约束的情况下，对新能源一次调频应用场景下储能系统分布式接入场站的经济性展开了研究。分析了锂电池、飞轮和超级电容3类储能系统的技术特点和设计约束，在此基础上提出了3类储能用于一次调频的配置方法，结合配置方案进行了成本分析和技术经济性比较。
06
作者：韩嘉言, 吕艳玲, 周冲
单位：哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院
摘要：重力储能是重要的储能方式之一，具有独特的短时暂态动力学特征，需要构建合理的系统结构和控制方法。提出了一种面向重力储能直流环节的多模式控制方法，从暂态能量控制角度，通过对重力储能系统的动力学分析和约束条件的划分，实现电池储能和重力储能的功率匹配。仿真验证表明，该控制方法能够在输入功率波动的情况下显著降低直流环节的电压抬升，合理分配重力储能系统内部的功率，提升重力储能系统的整体性能。
07
作者：王海军, 居蓉蓉, 董颖华
单位：南京铁道职业技术学院；中国电力科学研究院有限公司
摘要：提出一种基于时空关联特征与贝叶斯-长短期记忆神经网络（bayesian long short-term memory，B-LSTM）模型的分布式光伏功率区间预测方法。以长短期记忆神经网络（long short-term memory，LSTM）为基础构建近似贝叶斯神经网络，建立考虑时空关联特征的B-LSTM模型，利用其强大的记忆能力和特征提取不同特征尺度的模态分量，并进行分布式光伏功率区间预测。以某地区实际分布式光伏数据集进行算例分析，验证了所提方法的优越性。
引文信息
王雪, 刘林, 刘文迪, 等. 基于纵横交叉算法的新型电力系统惯量延迟优化控制策略[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 12-20.
Xue WANG, Lin LIU, Wendi LIU, et al. A novel inertia delay optimization control strategy for new power systems based on crisscross optimization[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 12-20.
柳丹, 江克证, 康逸群, 等. 弱电网下新能源逆变器自同步电压源低电压穿越控制方法[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 21-29.
Dan LIU, Kezheng JIANG, Yiqun KANG, et al. Self-synchronization voltage source LVRT control method for new energy inverter under weak grid[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 21-29.
许彦平, 白婕, 施浩波, 等. 基于凸包算法的极端运行方式提取方法[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 30-39.
Yanping XU, Jie BAI, Haobo SHI, et al. Extreme operation mode extraction method based on convex hull algorithm[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 30-39.
齐彩娟, 陈宝生, 韦冬妮, 等. 考虑主从博弈定价模式的共享储能分布鲁棒优化配置方法研究[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 40-53.
Caijuan QI, Baosheng CHEN, Dongni WEI, et al. Distributionally robust optimal configuration for shared energy storage based on stackelberg game pricing model[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 40-53.
李鲁阳, 陈龙翔, 陈磊, 等. 用于新能源一次调频的储能经济配置研究[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 54-65.
Luyang LI, Longxiang CHEN, Lei CHEN, et al. Research on economic configuration of energy storage for assisting new energy in primary frequency regulation[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 54-65.
韩嘉言, 吕艳玲, 周冲. 重力储能直流环节电池多模式控制方法[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 66-73.
Jiayan HAN, Yanling LÜ, Chong ZHOU. Multi-mode control method of gravity energy storage DC link battery[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 66-73.
王海军, 居蓉蓉, 董颖华. 基于时空关联特征与B-LSTM模型的分布式光伏功率区间预测[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 74-80.
Haijun WANG, Rongrong JU, Yinghua DONG. Distributed photovoltaic power interval prediction based on spatio-temporal correlation feature and B-LSTM model[J]. Electric Power, 2024, 57(7): 74-80.
专栏特约主编简介——蔺晨晖
蔺晨晖，清华大学电机系助理研究员，主要从事电力系统能量管理与运行调控等方向研究。入选中国科协青年人才托举工程，曾获清华大学优秀博士学位论文、日内瓦国际发明展金奖（两次）、中国电力科学技术进步三等奖（排名3）。担任中国电工技术学会主动配电网及分布式电源专委会秘书、IEEE能源互联网协调委员会委员、多本期刊客座编委。发表学术论文30篇，申请发明专利40项，累计被引1000余次。主持、参与国家自然基金青年基金、南方电网公司重点课题等30余项科技项目。开发了高比例新能源电网能量管理与运行调控系统，在多个网省级电网推广应用。
专栏特约主编简介——杨越
杨越，合肥工业大学副教授，主要从事高比例可再生能源电力系统的优化调度与市场运行等方向研究，担任中国电工技术学会主动配电网及分布式电源专委会委员。发表SCI期刊论文9篇，授权发明专利11项，曾获中国科协优秀科技论文、日内瓦国际发明展金奖。主持/参与多项国家重点研发计划等科技项目并参与研发实用化的高比例新能源电网能量管理与运行调控系统。
专栏特约主编简介——王晶
王晶，高级工程师，清华四川能源互联网研究院配电网与新能源能量管理与调控研究所执行副所长，长期从事新能源并网消纳与优化调控、配电网规划等相关研究。先后主持/参与国家重点研发计划、国网公司科技项目50余项，发表中文核心期刊及SCI、EI检索论文30余篇，获得授权专利5项，参与撰写国标、行标、企标5项，获得省/市级电网公司科技进步一等奖5项。
专栏特约主编简介——吴晨雨
吴晨雨，东南大学电气工程学院至善博后，江苏省正高级研究员。主要从事综合能源系统/虚拟电厂/主动配网的优化运行和电力市场交易竞价等方向的研究，主持国自然基金一项，作为项目骨干参与国家自然科学重点基金、联合基金、国家重点研发计划等国家级项目十余项，担任IEEE Transactions on Power Systems/Smart Gird/Sustainable Energy/Energy markets, Policy and Regulation，Applied Energy等领域内顶尖期刊审稿专家。以第一作者/通讯作者发表Q1区SCI二十余篇，曾获得江苏省科学技术一等奖，全国创新创业优秀博士后称号，中国仿真学会优秀博士学位论文。
专栏特约主编简介——仪忠凯
仪忠凯，哈尔滨工业大学副教授。主要从事优化理论/机器学习在电力系统运行调控领域的研究，发表一区和CCF A类论文20余篇，出版专著2部，主持/参与国家重点研发计划/国家电网总部科技项目/中国南方电网科技项目/自然科学基金/中央高校基本科研业务项目等20项，担任多个国内外重要期刊客座编委，曾荣获清华大学优秀博士学位论文，多个国际会议最佳论文和核心期刊年度优秀论文，国际神经信息处理系统竞赛冠军，被中国日报等多家媒体刊登报导。
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