川大學(xué)四川大學(xué)肖先勇2025年7月25日主要內(nèi)容1.新型電力系統(tǒng)電力擾動1.新型電力系統(tǒng)電力擾動2綠色低碳轉(zhuǎn)型——實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵和重點綠色低碳轉(zhuǎn)型——實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵和重點>產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級——產(chǎn)業(yè)鏈韌性、新質(zhì)生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)電能質(zhì)量電能質(zhì)量——支撐可再生能源消納與現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新型電力系統(tǒng)新型電力系統(tǒng)——支撐能源低碳轉(zhuǎn)型名名文件各音、自端區(qū)、直轄岸、新鞋生產(chǎn)建設(shè)兵面0101新型電力系統(tǒng)技術(shù)特點22024年3月1日，發(fā)改委、能源局《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》:2030年基本完成配電網(wǎng)柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。新型配用電系統(tǒng)新型配用電系統(tǒng)寫字樓數(shù)據(jù)中心能雙向交直流混成結(jié)構(gòu)；主配微多級協(xié)同運行。復(fù)站伏低交流出直流名能軟開關(guān)樁樁技術(shù)特點技術(shù)特點構(gòu)成要素結(jié)構(gòu)形態(tài)運行模式“輸配用”新型電力系統(tǒng)使電力擾動發(fā)生頻率高、傳播范圍廣、演變形態(tài)多、影響危害大，對電力擾動分析、應(yīng)用和應(yīng)對提出了新要求、新挑戰(zhàn)。演變形態(tài)多動時變形態(tài)多樣。0A擾動發(fā)生影響危害大雜，擾動影響向網(wǎng)、源側(cè)延伸并不斷加劇。發(fā)生頻率高備交互影響，原生、次生擾動源增加。擾擾動擾動擾動動居民住宅數(shù)據(jù)中心擾動擾動商業(yè)中心裝備制造傳播范圍廣十公里，橫跨多個電壓等級。傳統(tǒng)PQ認知遵循“還原論”,形成了從“是什么”到“怎么辦”的認知體系。新型配用電系統(tǒng)需遵循“還原論+整體論”,突破既有認知和技術(shù)瓶頸。總體研究思路總體研究思路表表征感知診斷治理“打補丁式”單點治理模式的測量特征評估診斷治理關(guān)注電能質(zhì)量本身的診斷與抑制負荷故障態(tài)勢調(diào)控挖掘與擾動相關(guān)聯(lián)的設(shè)備級-系統(tǒng)級信息505幅值/kV幅值/kV多源數(shù)據(jù)采樣/上報率0.001ms——1MHz攀ee—IkHz—0.1kHz—0.001kHz故障增示故障增示PQM:電能質(zhì)量監(jiān)測裝置故故Oi計量裝置A上報率上報率語語亭件觸發(fā)記錄設(shè)備數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)治理、隱私保護、價值挖掘2.電能質(zhì)量領(lǐng)域的應(yīng)用2.電能質(zhì)量領(lǐng)域的應(yīng)用4.設(shè)備狀態(tài)識別的應(yīng)用設(shè)備級應(yīng)用8電壓暫降，本質(zhì)是突然汲出大電流，經(jīng)阻抗導(dǎo)致電壓驟變。新型配電系統(tǒng)的電壓暫降等更加復(fù)雜，反演問題是認識和理解新型配電系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一，國內(nèi)外研究尚不多見，需中國引領(lǐng)。傳統(tǒng)模型面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)模型面臨的挑戰(zhàn)DG對電壓暫降的影響作用機制PUQDG對電壓暫降的影響作用機制PUQ影響影響短路電流偏差9傳統(tǒng)電源視作恒定電流源I=C(常數(shù))逆變器分布式電源視作受控電流源雙環(huán)控制iie環(huán)節(jié)十U光伏利用監(jiān)測所得電壓暫降波形數(shù)據(jù)，辨識源網(wǎng)荷關(guān)鍵影響因素，通過暫降動態(tài)反演揭示演變規(guī)律；根據(jù)電壓暫降事件時、空特性和演變規(guī)律，系統(tǒng)掌握系統(tǒng)電壓暫降等短時電壓擾動特性?？傮w技術(shù)路線成同源暫降監(jiān)測是系統(tǒng)電壓暫降分析面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。通過暫降波形特征編碼和關(guān)聯(lián)規(guī)則，識別同源暫降，以規(guī)則匹配、相似度等為判據(jù)實現(xiàn)電壓暫降同源檢測。IinsimsFaultpointB關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的同源事件匹配關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的同源事件匹配Wen-xiHu,Xin-yueSong,Ruo-tianYao,HonInstrumentation&measurement,2025,74:2523313.低穿(LVRT)控制參數(shù)辨識是關(guān)鍵技術(shù)難題。利用暫降波形特征中蘊含的新能源機組低穿控制信息，通過顯-隱式特征融合等方法提升低穿控制參數(shù)辨識準(zhǔn)確性。//K1決定斜率有功0時變軌跡顯式特征過渡段相關(guān)性相關(guān)性分析式特征特征融合式特征分類器控制參數(shù)類別21181812.32.3電能質(zhì)量領(lǐng)域的應(yīng)用：新型配電系統(tǒng)暫降評估有源配電系統(tǒng)雙向潮流、故障復(fù)雜，電壓與故障電流交互影響，利用擾動數(shù)據(jù)可分區(qū)降維，分解成可表征子網(wǎng)，通過節(jié)點撕裂、不動點迭代等方法進行評估。(1)基于譜聚類算法的初始劃分(1)基于譜聚類算法的初始劃分(2)撕裂節(jié)點選取雌用雌用度矩陣DD(G)=diag(d,L,d)節(jié)點撕裂轉(zhuǎn)換選取切割邊的一個端點移除該節(jié)點及關(guān)聯(lián)切割邊撕裂節(jié)點集合最終分區(qū)方案協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)Y?U?I3+Y?Un(?)+Y?U?=Y?IUn?+YU?=1(2-1n?1=[L11],I?-1],J?“1]]]I?2?1)=[T-1]I--1],I8*-1]J9?1I8“=(U&)初始網(wǎng)絡(luò)分區(qū)5期三231Xian-yongXiao,Wen-xiHu.Voltagesagasessmentmethodconsideringlow-voltageride-throughofinveter-interfaceddistributJournalofElectricalPower&EnergySystems,2025,165:110486.有源配網(wǎng)暫降與DG脫網(wǎng)存在時序關(guān)聯(lián)，結(jié)合LVRT特性研究時序特征和規(guī)律，實現(xiàn)多階段電壓暫降等短時電壓擾動反演。DG脫網(wǎng)時序估計與暫降多階段反演不同的低電壓穿越DG脫網(wǎng)時序估計與暫降多階段反演不同的低電壓穿越故障瞬間電壓低于LVRT曲線，導(dǎo)致DG跳閘時序不同，導(dǎo)致電壓幅值進一1U一場景4一場景5一場景6三0.55刻面光伏出力空間相關(guān)性的基于多元正態(tài)分布建立光Xian-yongXiao,Wen-xiHu.Voltagesagasessmentmethodconsideringlow-voltageride-throughofinverter-interfaceddistributedgenerators[J].IntemationalJournalofElectricalPower&EnergySystems,2025,165:110486.目前進展目前進展電流/電壓計算刻畫以電壓暫降反演為例，擾動數(shù)據(jù)作為切入，可TransactionsonPowerDelivery,2024,39(4):2356-2367.主要內(nèi)容3.負荷彈性資源化利用4.設(shè)備狀態(tài)識別的應(yīng)用l6特性、用電行為等影響。通過電力擾動價值挖掘，可辨識、量化和利用負荷彈性。)9挑戰(zhàn)1:電網(wǎng)側(cè)缺乏用戶設(shè)備信息，彈性負荷感知困難o地區(qū)電網(wǎng)o地區(qū)電網(wǎng)品挑戰(zhàn)2:負荷彈性潛力表征不明，彈性負荷量化困難典型彈性負荷挑戰(zhàn)3:異構(gòu)設(shè)備時空分散，彈性負荷難以協(xié)同精準(zhǔn)調(diào)控通過“數(shù)據(jù)層-設(shè)備層-用戶層-調(diào)度層”自下而上建立異構(gòu)設(shè)備時序泛化模型、提出彈性負荷量化方法、創(chuàng)新“源-荷”協(xié)同調(diào)控策略，實現(xiàn)負荷彈性資源化利用。數(shù)據(jù)層1.非侵入式異構(gòu)設(shè)備感知設(shè)備層2.設(shè)備時序耦合建模用戶層3.用戶彈性負荷評估調(diào)度層4.地區(qū)電網(wǎng)負荷彈性調(diào)控利用計量、調(diào)度、PQ等多源數(shù)據(jù)，通過多時間、空間提取功率變率、波動幅度等特征，通過相似設(shè)備遷移學(xué)習(xí)等，實現(xiàn)異構(gòu)負荷設(shè)備輕量化辨識，實現(xiàn)非侵入式監(jiān)測感知，算例準(zhǔn)確率>95%。ITPTC測試報告ITPTC測試報告2n或器惜器是道產(chǎn)品拾圓中features[J],CSEEJournalofPowerandEnergySystems,2023,9(3):1119-1128YZhou;S.Zhang;B.Ran;Y.Wang;X.Xiao;Anevent-basedfeatures[J],CSEEJournalofPowerandEnergySystems,2023,9(3):1119-1128基于歷史運行模式分階段提取可削減、可轉(zhuǎn)移等彈性特征；考慮生產(chǎn)約束的負荷時序關(guān)系，構(gòu)建設(shè)備時序耦合矩陣；通過數(shù)據(jù)-模型雙驅(qū)動構(gòu)建異構(gòu)負荷彈性模型，表征負荷彈性。量MW64向轉(zhuǎn)移區(qū)向指令時間粒度△指令時間粒度△負荷時間粒度βAT+△fAA指令精準(zhǔn)跟蹤功率偏差負荷功率粒度：a△p實現(xiàn)精準(zhǔn)跟蹤導(dǎo)致6ApfS.Pang;Z.Zheng;X.Xiao;C.Huang,S.Zhang;CollaborativepowertrackingmethodofdiversifiedthermalloadsforAMILP-Baseddecompositionalgorithm[J],AppliedEnergy,2022,327,120006基于可調(diào)節(jié)時間、容量、速度等負荷彈性指標(biāo)，進行負荷集群分層分級評估；基于改進經(jīng)驗?zāi)B(tài)等方法進行負荷彈性預(yù)測。算例表明：負荷彈性預(yù)測準(zhǔn)確度明顯提升(約4%)。各川可轉(zhuǎn)統(tǒng)統(tǒng)GG*w!B可轉(zhuǎn)移潛力指標(biāo)可削減潛力指標(biāo)生產(chǎn)指標(biāo)恢復(fù)速率可削減速率可削減時長可削減容量用電靈活性用電規(guī)模單位產(chǎn)值能耗峰時用電占比可轉(zhuǎn)移容量峰峰間時長種基于負荷用電特性的工業(yè)用戶可調(diào)節(jié)潛力評估方法，202211648647.6[P].2024-01-233.3.4區(qū)域電網(wǎng)負荷彈性調(diào)控策略建立基于調(diào)度層、分配層和控制層的區(qū)域電網(wǎng)負荷彈性調(diào)度架構(gòu)，提出日前響應(yīng)計劃-日內(nèi)滾動優(yōu)化-實時指令跟蹤的多時間尺度調(diào)度策略，實現(xiàn)區(qū)域(220/110/35kV站范圍)電網(wǎng)源荷協(xié)同調(diào)控。10負荷上調(diào)用電峰段用電峰段光伏大發(fā)用電谷段10負荷上調(diào)用電峰段用電峰段光伏大發(fā)用電谷段00網(wǎng)損、電壓指標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)調(diào)度雲(yún)分配罷控制要aggregators[J],ProtectionandControlofModernPowerSystems,2023,8(1):321-331.D.Fan;S.Zhang;HHuang;L.Zhou;Y.Wang;X.Xiao;Three-staggregators[J],ProtectionandControlofModernPowerSystems,2023,8(1):321-331.4.設(shè)備狀態(tài)識別的應(yīng)用設(shè)備級應(yīng)用4.設(shè)備狀態(tài)識別的應(yīng)用23設(shè)備健康由量變到質(zhì)變過程，必然產(chǎn)生kHz級擾動，可經(jīng)PT/CT測量，用擾動數(shù)據(jù)特征表征設(shè)備健康狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)-物理驅(qū)動實現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)識別和故障預(yù)警。正常狀態(tài)出現(xiàn)電力擾動故障狀態(tài)擾動形態(tài)多·系統(tǒng)設(shè)備類型多·設(shè)備故障模式多裝置層通用/專用的擾動觸發(fā)檢測算法電流Ae電流A系統(tǒng)層面向擾動診斷的準(zhǔn)確可靠識別算法XianyongXiao,WenhaiZhang.Powerdisturbancewaveformanalysisandproactiveapplicationinpowe4(2):123-136.4.1設(shè)備級應(yīng)用：中壓電纜早起故障識別4.1設(shè)備級應(yīng)用：中壓電纜早起故障識別部分中壓電纜永久故障前存在早期故障，主要表現(xiàn)為瞬時性、重復(fù)性電弧擊穿?？紤]電纜早期故障特征，通過不同步長、窗寬、采樣率實現(xiàn)早期故障檢測；根據(jù)波形特征等識別早期故障。n面向電纜早期故障觸發(fā)檢測算法N-8n面向電纜早期故障觸發(fā)檢測算法N-80D波形特征模型特征統(tǒng)計特征故障初相角電弧非線性故障重復(fù)性擾動持續(xù)時間模型擬合故障累積性多判據(jù)融合25Delivery,2017,32(3):1450以雙星型電容器組為例，當(dāng)有電容元件擊穿時，三相電壓/電流和不平衡電流中會出現(xiàn)暫態(tài)擾動。針對投切過程中的擊穿，可根據(jù)暫態(tài)時頻特征進行檢測；針對正常運行中的擊穿，可根據(jù)暫態(tài)信號幅值和暫態(tài)電流方向進行故障檢測和定位。電5無擊穿電5無擊穿存在擊穿t2三里常