编者按：城市是国家经济社会发展的重要载体，在贯彻落实国家能源安全新战略，全面建设新型能源体系过程中，深入研究面向新型电力系统的城市电网关键技术，对于实施城市更新行动、推动城市发展转型、提供城市发展新动能等方面具有重大意义。城市电网是支撑和推动城市更新转型的重要能源基础设施，全面系统开展城市电网技术创新和实践，是新型电力系统在城市落地的重要体现和主要抓手。为适应新型电力系统的新特点、新要求，加快城市电网的转型升级，重点推进城市电网在规划设计、运行调度管理、市场营销服务、关键设备运维检测、综合能源协同优化以及源网荷储一体化等领域的基础与应用技术研究，《中国电力》编辑部联合中国电力技术市场协会城市电网专业委员会，邀请国网能源研究院孙强教高、武汉大学徐箭教授、山东大学杨明教授、天津大学穆云飞教授等作为联合特约主编，组织“面向新型电力系统的城市电网关键技术”专栏。现将专栏文章进行汇编，以飨读者！
01
作者：倪筹帷, 陈杨, 张雪松, 林达, 杜凯健, 陈健
单位：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院；电网智能化调度与控制教育部重点实验室（山东大学）
摘要：电热氢系统作为一种高效的综合能源供用系统受到广泛关注。然而，氢气的燃爆特性导致了其面临着安全性挑战。为此，提出了考虑安全性风险的电热氢系统优化配置方法。首先，分析电热氢系统的安全性，对电解槽和燃料电池的工作范围和工作温度进行约束；然后，基于氢气的非理想气体压强公式对储氢罐压强进行更为准确地约束，并基于TNT当量法量化了储氢罐的安全性风险；最后，通过安全风险系数，将储氢罐的安全风险折算进目标函数中，建立了以系统投资成本、运行成本和安全性风险为优化目标的电热氢系统优化配置模型，并利用禁忌混沌量子粒子群算法进行求解。算例结果表明，在考虑安全性风险的情况下，通过合理的容量设计，可以在提高系统经济性的同时有效降低系统安全风险，进而验证了该优化设计方法的有效性。
02
作者：谭玲玲, 汤伟, 楚冬青, 李竞锐, 张玉敏, 吉兴全
单位：山东电力工程咨询院有限公司；山东科技大学 电气与自动化工程学院
摘要：针对综合能源系统（integrated energy system，IES）中各主体间交互关系复杂、利益冲突显著的问题，提出了基于主从博弈的电热氢综合能源系统优化调度模型。首先，在分析氢能“产消一体化”传输特性的基础上，构建计及氢能全过程充分利用的能源生产商（energy producer，EP）模型；其次，分析EP、负荷聚合商（load aggregator，LA）及能源销售商（energy system operator，ESO）之间的价格信息交互关系，考虑负荷聚合商在需求响应机制下的资源整合效用，建立IES中各利益主体的收益模型；最后，引入“主从博弈”思想，建立以ESO为主导者，采用遗传算法和二次规划相结合的方法，对以EP和LA为跟随者的一主多从Stackelberg博弈模型进行求解。以中国北部某地区的园区IES为例，验证了该模型在促进各主体间利益均衡及共同获利方面的有效性。
03
作者：孙东磊, 王宪, 孙毅, 孟祥飞, 张涌琛, 张玉敏
单位： 国网山东省电力公司经济技术研究院；山东科技大学 电气与自动化工程学院
摘要：随着风电、光伏等新能源接入比例的不断提高，源荷不确定性增强扩大了电力系统的运行灵活性需求。为准确量化电力系统的灵活性需求，制定兼顾灵活性与经济性的优化方案，提出了一种基于多面体不确定集合的电力系统灵活性量化评估方法。首先，采用多面体不确定集合量化多个光伏电站出力的波动性、不确定性及相关性特征，进而分析净负荷波动区间，构建电力系统灵活性需求量化模型。其次，基于仿射策略建立考虑灵活性需求的仿射可调鲁棒优化模型，并将所建立的鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划模型进行求解。最后，基于6节点系统与IEEE 57系统，在不同不确定性场景下对比所提模型的优化结果，验证了该方法在系统的灵活性需求量化评估的有效性。
04
作者：张玉敏, 张涌琛, 叶平峰, 吉兴全, 石春友, 蔡富东, 李一宸
单位：山东科技大学 电气与自动化工程学院；山东信通电子股份有限公司；山东科技大学 储能技术学院
摘要：针对配电网量测信息存在强非高斯噪声时会大幅干扰基于深度学习的状态估计模型滤波精度的问题，提出了一种基于集合经验模态分解的增强核岭回归状态估计方法。首先，使用集合经验模态分解筛除量测信息中的多数噪声数据，保障了后续滤波对数据可靠性的要求。然后，通过构建增强核岭回归状态估计模型，建立了量测信息与估计残差之间的映射关系，输入量测信息后可以得到估计结果与估计残差。最后，在标准IEEE 33节点与某市78节点系统上进行数值仿真，结果证明了该方法在强非高斯噪声干扰下具有较高的精确性和鲁棒性。
05
作者：贾东梨, 杨晓雨, 刘科研, 叶学顺, 李昭
单位：中国电力科学研究院
摘要：如何实现可再生能源的最大化消纳同时保证配电网的安全经济运行成为亟须解决的问题。首先，将节点上的可再生能源出力和负荷聚合为净负荷并以区间描述其不确定性，同时将系统中调节能力在节点上的映射以端点可优化的区间描述，以调节能力区间和净负荷扰动区间的公共部分反映该节点净负荷扰动的可接纳域。然后，基于优先目标规划，构建了以最大化净负荷扰动可接纳域、最小化配电网运行总成本、最小化电压偏差为目标的考虑净负荷不确定性的3层优化模型，进而得到协同考虑新能源最大化消纳、运行成本合理、节点电压波动最小化的优化方案，保证了配电网运行的安全性、可靠性与经济性。最后，基于改进的IEEE 33节点配网算例，验证了该模型和方法的有效性。
06
作者：王安宁, 范荣奇, 张旸, 刘嘉超, 胡薇, 钟世民, 贾科
单位：国网山东省电力公司；华北电力大学 电气与电子工程学院；国网山东省电力公司青岛供电公司
摘要：高比例新能源接入下新型配电系统故障特性发生显著变化，运行方式多变、短路电流受限。电弧类早期故障是系统发生短路前的征兆，通过提前对早期故障的有效识别能够避免新型配电系统短路故障难以隔离的问题。首先，建立了早期故障的电气量与温度量定量解析模型，通过理论分析指出仅依靠单一的电气量或温度量均难以实现可靠的检测；然后，综合电信号的快速性和热信号的高灵敏性和可靠性，将电弧功率作为复合特征量来判别早期故障，提出了结合电流量与温度量的早期故障检测方法；最后，通过PSCAD仿真、现场数据及实验室模拟故障试验证明了该方法的有效性。
引文信息
倪筹帷, 陈杨, 张雪松, 等. 考虑安全性风险的电热氢系统优化配置方法[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 124-135.
Chouwei NI, Yang CHEN, Xuesong ZHANG, et al. Optimal configuration method for electric-thermo-hydrogen system considering safety risks[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 124-135.
谭玲玲, 汤伟, 楚冬青, 等. 基于主从博弈的电热氢综合能源系统优化运行[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 136-145.
Lingling TAN, Wei TANG, Dongqing CHU, et al. Optimal dispatching of electric-heat-hydrogen integrated energy system based on stackelberg game[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 136-145.
孙东磊, 王宪, 孙毅, 等. 基于多面体不确定集合的电力系统灵活性量化评估方法[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 146-155.
Donglei SUN, Xian WANG, Yi SUN, et al. Polyhedral uncertainty set based power system flexibility quantitative assessment[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 146-155.
张玉敏, 张涌琛, 叶平峰, 等. 基于集合经验模态分解的增强核岭回归配电系统状态估计[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 156-168.
Yumin ZHANG, Yongchen ZHANG, Pingfeng YE, et al. Enhanced kernel ridge regression and ensemble empirical mode decomposition based distribution network state estimation[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 156-168.
贾东梨, 杨晓雨, 刘科研, 等. 考虑净负荷不确定性的配电网协同调度[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 169-180.
Dongli JIA, Xiaoyu YANG, Keyan LIU, et al. Distribution network coordinate operation considering net load uncertainty[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 169-180.
王安宁, 范荣奇, 张旸, 等. 基于多特征量判据的新型配电系统早期故障检测[J]. 中国电力, 2024, 57(9): 181-193.
Anning WANG, Rongqi FAN, Yang ZHANG, et al. Multiple characteristics criterion based incipient fault detection of distribution systems[J]. Electric Power, 2024, 57(9): 181-193.
专栏特约主编简介——孙强
孙强，教授级高工，博士。担任IEEE PES电力系统分析方法技术委员会（中国）配电系统分析分委会技术分委会副主席，中国电力技术市场协会城市电网专委会秘书长，中国电机工程学会分布式发电及配电专委会综合能源学组委员。长期从事能源电力规划和运行分析相关工作，先后在大型输电网规划和安稳分析、智能电网及配用电系统运行分析、区域及园区级综合能源系统设计等领域开展了研究和实践工作。负责完成政府委托项目、国网科技项目等重大研究任务20余项，参与各类项目几十项，项目覆盖理论研究和示范项目建设运行等多种类型。主持开发了“智能配用电辅助决策支撑系统”等多个工具软件系统；发表代表性文章20余篇，授权专利5项，参编著作4部，获得国家部委、行业协会、国网公司等各类奖励40余项。
专栏特约主编简介——徐箭
徐箭，武汉大学电气与自动化学院教授、博士生导师、武汉大学科学技术发展研究院副院长。2002年毕业于武汉大学电气工程学院，获工学学士学位，2007年毕业于武汉大学电力系统及其自动化专业，获工学博士学位。中组部青年拔尖人才计划项目入选者，湖北省杰青，湖北省优秀基层教学组织负责人，武汉大学首届珞珈青年学者。兼任中国电力教育协会电气工程学科教学委员会副主任委员、中国电机工程学会电力系统专业委员会委员、中国电机工程学会海上风电技术专业委员会委员、《电力系统自动化》杂志编委、《中国电力》杂志编委、《武汉大学学报（工学版）》杂志编委、IEEE Senior Member。获省部级奖一等奖1次，二等奖5次。长期致力于电力系统运行与控制方面的研究，特别是在工业负荷建模、柔性负荷调控、综合能源系统等领域取得了突出研究成果，并获得实际应用。主持国家重点研发计划课题2项、国家自然科学基金集成项目课题2项、国家自然科学基金面上青年项目各1项、国网和南网重点项目10余项。在国内外主流刊物上发表论文100余篇，授权国家发明专利50余项，出版学术专著2部。
专栏特约主编简介——杨明
杨明，工学博士，山东大学电气工程学院副院长、教授、博士生导师，“泰山学者”特聘教授，教育部普通高等学校本科教育教学评估专家，国家级一流本科课程负责人，入选全球前2%顶尖科学家影响力排行榜。IEEE高级会员，国际电工委员会（IEC）技术专家，中国电工技术学会能源智慧化专业委员会常务委员，IEEE IAS I&CPS Asia执行委员会副主席，山东省电力现货市场建设试点工作专班特邀专家。《IEEE Trans. on Power Systems》《IEEE Trans. on Industry Applications》《IET Renewable Power Generation》等期刊编委。主要研究领域为电力系统优化调度、电力系统运行与控制、新能源预测与并网分析。主持、参与国家级、省级、校级教研和科研课题40余项。出版学术专著3部，发表学术论文200余篇，申请发明专利70余项，获中国电工技术学会科技进步一等奖（第一位）、山东省科技进步二等奖（第一位）等省部级奖项10次。
专栏特约主编简介——穆云飞
穆云飞，天津大学电气自动化与信息工程学院教授、微网与智能配电系统开发与应用国家地方联合工程研究中心常务副主任。长期从事综合能源系统、智能配用电相关领域研究，作为负责人承担国家优秀青年科学基金项目、国网联合基金项目、国家重点研发计划项目课题等多项。发表学术论文120余篇，获30余项授权发明专利，入选爱思唯尔中国高被引学者。获省部级科技进步一等奖4项。
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