湖南电力

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基于前馈神经网络的楼宇综合能源系统日前调度

王泽烨, 李雪莹, 周宇杰, 井天军

2026, 46(1): 1-7. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.001

摘要 ( 6 )

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随着楼宇综合能源系统(integrated energy system of building,BIES)的增多及其提升能源利用率的作用日益凸显,研究提升BIES内各设备耦合程度及与电网协调程度、降低BIES日综合运行成本具有重要意义。为此,提出基于前馈神经网络(feedforward neural network,FNN)的BIES日前优化调度模型。首先,分析含屋顶光伏的BIES的结构;其次,提出基于FNN的光伏出力日前预测方法及流程,为BIES优化调度提供可靠光伏发电数据;最后,以BIES购电成本、购气成本、设备运行维护成本组成的日综合运行成本最低为目标,提出基于BIES日前调度模型。算例结果表明,所提光伏出力预测方法能有效提高光伏发电出力预测精度,基于FNN的BIES日前优化调度模型能够有效提高BIES运行经济性。

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多源自适应换相换流器STATCOM阀组电容电压平衡控制策略

王辉, 李钊, 陈远俊

2026, 46(1): 8-18. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.002

摘要 ( 6 )

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在发生三相不对称故障时,星形接法静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）阀组相与相之间的电容电压容易发生不平衡,这是星形接法STATCOM故障穿越的一个关键难点。针对此问题,基于星形接法STATCOM拓扑结构,建立STATCOM单相瞬时功率模型,分析不同电网故障下的三相交流电压特征,以及STATCOM的相间功率与电容电压变化规律。根据正负序功率一体化控制思想,提出一种开环与闭环控制相结合的电容电压平衡控制策略。基于实时数字仿真系统建立电磁暂态仿真模型,对电网各种典型故障进行仿真试验,仿真结果表明,所提策略可以有效平衡STATCOM换流阀的电容电压。采用正负序功率一体化控制的电容电压平衡控制策略,有效解决了正负序独立控制的缺点,提高了STATCOM的交流故障穿越性能和运行安全裕度。

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基于改进双向门控循环单元的电动汽车可调节能力辨识方法

李永军, 潘明明, 郑博文, 王小明, 赵文广, 汪宇航

2026, 46(1): 19-28. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.003

摘要 ( 9 )

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为提升电动汽车可调节能力的识别精度与鲁棒性,提出一种融合自适应提升算法(adaptive boosting,AdaBoost)机制的双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)深度学习模型。首先,基于用户、区域、时间3个维度的充电行为刻画,构建涵盖充电时段、电量及外部环境等13项关键变量的输入体系,对电动汽车群体进行集群划分,为电网中充电负荷的调节奠定基础。其次,利用BiGRU模型挖掘时序特征,并通过AdaBoost集成学习机制增强模型泛化能力,提高对电动汽车可调节能力辨识的准确性和鲁棒性,进一步提升电动汽车调度效率。最后,在真实历史数据集上进行实验验证,评估模型在不同场景下的辨识效果。结果表明,本文所提方法能够有效提升电动汽车调节能力辨识的准确率,提升电动汽车可调度能力,同时对不同日期、不同场景的电动汽车调节能力辨识作用较好。

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基于有限元的导线覆冰舞动荷载等效加载方法

林靖杰, 高超, 邱刚, 李天然

2026, 46(1): 29-39. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.004

摘要 ( 8 )

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针对输电线路日常运维监测、工程应急评估等场景下,传统流固耦合方法难以快速获取覆冰舞动响应的问题,提出一种基于有限元的覆冰舞动荷载等效加载方法,旨在提升舞动响应预测效率以满足工程应急需求。利用悬链线理论进行导线找形分析,确定导线在初始张力与自重作用下的初始平衡状态;基于气动力三分力原理,结合覆冰导线升力系数、阻力系数及扭矩系数,计算升力、阻力与扭矩;基于有限元模型将动态气动荷载等效转化为节点集中荷载,最后借助ANSYS APDL平台实现舞动位移响应仿真分析。算例结果验证了该方法对单导线、分裂导线及不同覆冰形状的适用性,同时可用于低风速工况的舞动分析。与传统方法相比,该方法无需复杂参数输入和长时间积分迭代,能快速输出导线位移响应结果,分析效率提升显著,可为覆冰灾害下输电线路防舞决策制定提供技术支撑。

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基于时域电压推算比较的风电场送出线路保护新算法

李煜, 李志为, 刘鸿基, 肖成东, 王勇, 谭力铭

2026, 46(1): 40-46. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.005

摘要 ( 8 )

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针对大规模风电接入电力系统后,传统线路保护算法难以适配系统特性变化的问题,提出一种基于时域电压推算比较的风电场送出线路保护方法。首先,基于电阻电感模型（resistor inductor based model,RL模型)构建线路电压的时域推算模型,分别求解线路中特征点的电压值。随后通过对两点电压推算结果的波形进行相关性分析,实现故障的精准识别。本文方法采用时域全量分析思路,可有效克服风电系统中撬棒动作、过渡电阻影响及风电场弱馈等特殊工况带来的干扰。为验证算法的性能,在RSCAD仿真平台搭建双馈风电场并网模型开展仿真分析,结果表明所提保护方法能够准确识别故障,验证了其有效性与适应性。

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低压小型直流断路器灭弧性能优化

熊德智

2026, 46(1): 47-53. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.006

摘要 ( 7 )

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针对低压小型直流断路器存在的极限分断能力不足、直流电弧难以熄灭等难题,开展低压小型直流断路器灭弧性能优化研究。通过对低压小型直流断路器灭弧系统进行网格划分,同时将外部电路特性耦合其中,构建直流电弧磁流体动力学模型。通过施加相应的边界条件,获取燃弧过程中灭弧室内的温度、压力等参数的分布情况。在此基础上,探究低压小型直流断路器分断过程中电弧的运动特性,揭示直流电弧演变过程的内在机理。提出基于增大回路电阻、增加恒定灭弧磁场和采用U形双断点触头结构的综合灭弧优化方法。仿真分析结果表明,本文提出的优化设计方法可有效拉长弧柱,抬升电弧电压,降低电弧电流和弧柱温度,有效缩短燃弧时间,从而大幅提升低压小型直流断路器的灭弧能力与开断性能。

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基于元宇宙电力轻量化三维引擎的电网一张图展示与优化调度

郭凌旭, 唐萍, 李宜芳, 马世乾, 高圣源, 马万乐

2026, 46(1): 54-59. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.007

摘要 ( 7 )

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本文提出一种基于元宇宙的电力轻量化三维引擎设计,以模型轻量化、高性能渲染与算力网络优化为核心,通过几何与纹理压缩、多细节层次技术降低模型数据量,引入屏幕空间环境光遮蔽与几何着色器优化算法提升渲染性能,并构建“云—端多级弹性算力网络”实现资源协同与能耗优化,可高效支撑“电网一张图”和虚拟调度指挥中心等应用。该研究为电力系统可视化的智能化与元宇宙化提供了新路径。

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面向消弧线圈接地系统单相高阻接地故障线路的零序电流检测方法

欧阳帆, 肖遥遥, 龚禹生, 余斌, 龙雪梅, 徐彪

2026, 46(1): 60-66. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.008

摘要 ( 7 )

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消弧线圈接地系统配电网发生高阻故障时,其故障分布特征与不接地系统存在较大差异,现有故障检测方法存在难以检测等问题。基于此,提出一种基于瞬时零序电流的线路比幅方法,构建馈线零序电流模型与各馈线综合零序电流模型,将二者进行对比,并考虑零序电流方向,可有效实现高阻故障的准确检测。该方法在消弧线圈接地系统配电网仿真平台进行验证,仿真结果表明所提方法可有效识别故障馈线,对促进配电网安全运行具有参考作用。

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主配协同多源校验的配电网接地故障精准处置方法

赵鹏, 邱洪杰, 沈思源

2026, 46(1): 67-75. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.009

摘要 ( 7 )

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针对单相接地故障处置中传统站端选线装置准确率低、平均处置耗时长及高阻/间歇性故障检测困难等瓶颈问题,提出基于主配协同多源校验的精准处置方法。首先,建立差异化动态定值模型,根据中性点接地方式（不接地、消弧线圈接地）及线路参数（电缆、架空线长度）,通过基尔霍夫电流定律推导零序电流基准值,结合暂态过程分析动态生成保护定值,解决经验定值导致的误动问题。其次,升级主站功能以支撑快速决策,优化四遥点表,增配零序电压、零序电流遥测,构建“单令多应”式录波传输机制,耗时由20 min降至1 min,并开发定值在线管理模块,确保多源校验的一致性。最后,实现多源时空拓扑校验,贯通站用选线装置与配电网终端,引入行波定位技术及广域同步智能传感器,结合零序突变量比幅判据,实现站内选线与站外选段的空间拓扑校验。200次故障模拟仿真验证表明,在0~20 kΩ的过渡电阻条件下,该方法的定位准确率、高阻故障检出率及平均处置时间均优于传统方法。该方法通过资源整合与逻辑转化,解决了配电网的信息孤岛问题,为高可靠性供电提供了标准化技术路径。

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基于河马优化算法的电动汽车有序充电策略

唐轩逸, 刘平, 兰征, 唐明斌, 胡思阳

2026, 46(1): 76-83. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.010

摘要 ( 7 )

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为缓解电动汽车无序充电对电网的影响,提高用户充电体验,提出一种基于河马优化算法的有序充电策略。首先,通过蒙特卡洛法模拟电动汽车的无序充电负荷;其次,以电网负荷峰谷差率与用户充电成本最小化为优化目标,建立电动汽车有序充电模型;最后,通过河马优化算法对模型进行求解。仿真结果表明,与无序充电相比,电网负荷峰谷差率降低了23个百分点,用户充电成本减少了38%,所提策略在降低电网负荷峰谷差率与用户充电成本方面均具有显著效果。

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基于双向LLC谐振与分组架构的蓄电池智能在线核容系统

赵鹏, 巴图, 侯志辉

2026, 46(1): 84-89. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.011

摘要 ( 6 )

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针对传统变电站蓄电池核容效率低、故障影响范围大等问题,提出一种基于分组并联架构与双向LLC谐振变换技术的在线核容系统。将108节2 V串联电池组重构为9组12 V独立模组,经双向LLC谐振变换器并联接入母线,实现充放电控制与故障隔离;结合边缘计算终端开发动态容量模型及并行核容策略。110 kV变电站验证表明：双组并行核容时间缩短90%,故障隔离成功率100%,年均运维成本降低50%,核容报告自动生成准确率100%。该系统通过分组架构与边缘计算协同,实现了蓄电池核容从人工操作向全自动智能在线转型,为智能变电站建设提供关键技术支撑。

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基于自适应模糊控制的火-储联合调频协调控制方法

李帆, 盛锴, 王志杰

2026, 46(1): 90-97. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.012

摘要 ( 7 )

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针对现有火电机组和储能联合调频系统控制策略难以适应电网二次调频（automatic generation control,AGC）指令的随机性与多时间尺度特性的问题,基于自适应模糊控制理论提出一种火-储联合调频协同优化方法,通过实时采集机组AGC指令、实时负荷、主蒸汽压力及储能荷电状态（state of charge,SOC）运行参数,采用模糊控制器计算机组变负荷速率边界条件,并依据储能SOC计算储能单元实时出力功率及出力优先级序列,形成火-储双模协同响应架构,在确保单次调频功率跟踪精度的同时,维持储能SOC稳定,保障系统对AGC指令的长期跟踪能力。基于1 000 MW机组实际数据的仿真表明,所提策略使综合性能指标k值提升2.32倍,调频收益提升1 621.56元,并在12 h的控制周期内储能SOC保持在安全阈值范围内,有效解决了火储联合调频长时间尺度协同控制难题。

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基于小波卷积与Informer模型相结合的短期电力负荷预测

谢雄峰, 谭剑中, 何东, 岳汉文, 彭彪

2026, 46(1): 98-106. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.013

摘要 ( 7 )

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随着风电、光伏等可再生能源大规模接入电网,电力系统运行的不确定性和波动性显著增强,负荷序列特征提取困难,导致短期电力负荷预测精度难以提升。针对此问题,提出一种基于小波卷积和Informer模型相结合的短期电力负荷预测模型,采用改进的变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）,对数据分解降噪后输入小波卷积模块进行多级小波卷积,实现对复杂时间序列的多尺度特征提取及降低序列复杂度,从而提高预测精度。为验证模型的有效性,进行多组实验,结果表明,所提模型平均绝对百分比误差为1.893 1%,与单独使用Informer模型或仅使用GSWOA-VMD-Informer的方法相比降低了1.059 4个百分点和0.504 8个百分点,验证了该模型的有效性。

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基于深度特征学习与优化回归建模的电力系统惯量估计策略

杨思燃, 杨苓, 李毅博, 许钊洋

2026, 46(1): 107-113. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.014

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电力系统惯量估计对保障电网稳定性和应对突发事件至关重要。本文提出一种极端梯度提升树结合鸟交配优化器算法,用于准确估计电力系统的惯量值。首先,利用卷积神经网络对系统惯量进行特征提取,构建包含多维特征的高层次时序数据特征。其次,利用极端梯度提升树（eXtreme gradient boosting,XGBoost）进行惯量回归分析,结合鸟交配优化器对XGBoost超参数进行优化,进一步提升惯量估计的精度。最后,通过实验验证所提方法估计惯量的准确性,决定系数R²达到0.987 3,均方根误差最低为0.079 7,平均绝对百分比误差低于2.6%,结果表明模型输出估计值与真实值高度一致。

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架空输电线路塔位自动化绘图方法

王磊, 陈旭帅, 周翔

2026, 46(1): 114-117. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.015

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架空输电线路设计过程中,人工计算塔腿坐标与占地范围的shapefile(SHP)文件成图效率低、错误率高。针对这一问题,提出一种基于开源地理信息系统（geographic information system,GIS）库的自动化绘图方法,该方法不仅建立塔腿坐标计算的几何模型,还利用地理空间数据抽象库（geospatial data abstraction library,GDAL）/矢量数据处理库（OpenGIS Simple Features Reference Implementation,OGR）实现从杆塔参数到占地范围SHP文件的批量生成与可视化。西藏某500 kV线路工程的应用表明：该方法计算的塔腿坐标中误差为0.2 mm,实现了全流程、自动化塔位绘图,大幅提升了工作效率与数据准确性,而且软件安装便捷,具有良好的推广应用价值。

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基于足底压力特征的登杆作业模式识别研究

余光凯, 赵不伶, 刘庭, 刘凯, 寇建阁

2026, 46(1): 118-124. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.016

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针对登杆带电作业模式复杂、非周期性及多模态特征对外骨骼助力控制带来的挑战,提出一种基于足底压力与深度可逆语义一致性学习（deep reversible consistency learning,DRCL）的识别方法。构建足底压力数据采集系统,提取压力中心（center of pressure,COP）及其多种衍生特征作为主要输入。结合DRCL方法,通过选择性先验学习、语义一致性约束和模态不变表示重塑,实现多模态特征融合与鲁棒识别。试验结果表明,COP衍生特征在平地行走和上杆前准备模式下的F₁值均高于0.99。模型训练后,三名受试者的识别准确率最高达98.1%,平均准确率达94.4%。该方法显著提升了登杆带电作业模式识别的准确性与鲁棒性,为外骨骼机器人实现人机协同实时助力控制提供了可靠依据。

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基于深度学习的火电厂小样本裂缝腐蚀检测

张晖, 李瞳昊, 冯飞, 胡明玥, 郭羽纶, 罗镇宝, 付志涛

2026, 46(1): 125-133. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.017

摘要 ( 11 )

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针对火电厂内部烟囱、墙壁、金属设备等关键部位在复杂光照条件下存在裂缝图像标注数据稀缺、特征提取困难的问题,提出一种基于小样本学习的双分支原型度量网络的裂缝检测模型PowerCrackNet,该网络利用Retinex理论整合图像中与光照无关的反射率信息,引导网络学习光照不变性。同时在特征提取阶段通过度量高维空间中查询和支持特征之间的相似度,生成包含裂缝位置和结构信息的先验掩码。然后在特征交互阶段采用卷积注意力和空洞空间卷积池化金字塔机制,融合来自不同尺度的特征信息和先验信息,以改善小样本学习中的样本间空间不一致问题。最后在原型度量阶段利用互补注意力机制,增强支持原型向量对裂缝类别的表达能力。该方法在公开的真实低照度裂缝数据集LCSD上同现有其他方法进行了量化对比实验与可视化结果分析,结果表明在样本数量受限（1-shot）的情况下,本文方法对低照度裂缝图像具有更强的裂缝分割能力。同时,在实际场景的验证进一步表明,该方法可为火电厂关键部位裂缝的早期预警提供高效可靠的技术支持,具有较强的工程应用价值。

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基于可解释机器学习的光伏出力区间预测一体化方案

童宇轩, 李灿, 彭佳鹰, 吴卢飞

2026, 46(1): 134-141. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.018

摘要 ( 7 )

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针对当前光伏功率预测精度低和模型缺乏可解释性等问题,提出一种基于改进雪雁算法（improved snow geese algorithm,ISGA）-极限梯度提升树（eXtreme gradient boosting,XGBoost）和可解释性分析(SHapley additive exPlanations,SHAP)的光伏功率区间预测模型。首先,将光伏功率滑动时间窗口的统计量引入输入特征,捕捉时间序列的动态变化趋势和模式,建立基于XGBoost的预测模型,通过正则化策略与并行计算优化,处理高维特征并抑制过拟合。其次,采用ISGA融合头雁轮换机制、叫声引导机制和离群边界策略,提高XGBoost模型的超参数寻优能力。然后,考虑光伏功率的不确定性,采用自助法量化不同置信水平下的预测区间。最后,引入SHAP可解释模型,量化各特征变量的贡献,提高预测结果的可解释性。算例结果表明,所提模型与其他模型相比,预测精度更高,且有着更好的泛化能力和可解释性。

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考虑机会成本的储能多场景竞价投标策略

郎益涛, 黄美珑, 吴沂林, 刘心刚, 徐铮, 沈非凡, 张冀

2026, 46(1): 142-149. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.019

摘要 ( 6 )

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针对储能参与多市场竞价时对机会成本考虑不足、限制资源分配效率的问题,提出一种考虑机会成本的储能联合竞价策略。首先,基于山东省电力现货市场机制,分析储能参与电能量和调频辅助服务市场的交易模式及机会成本的量化方法。在此基础上,构建以独立储能为上层领导者、交易中心为下层跟随者的主从博弈双层优化模型。上层模型以储能综合收益最大化为目标,下层模型以电力市场出清成本最小化为目标。将混合整数非线性双层模型通过KKT条件和大M法转化为可求解的混合整数线性规划模型,并利用专业求解器进行求解。算例分析结果表明,所提策略能够有效量化机会成本对竞价决策的影响,优化储能在多市场中的资源分配,显著提升储能的经济效益。该策略为高比例可再生能源电力系统中储能的市场化运营提供了理论和技术支持。

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基于双重博弈与用户选择行为的电价套餐设计

肖白, 杨宁, 孙令文, 王玲, 孙赫阳

2026, 46(1): 150-156. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.020

摘要 ( 6 )

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为提高电力用户与电网互动积极性,满足不同用户的电力需求,提出一种基于双重博弈与用户选择行为的电价套餐设计方法。首先建立电价套餐设计的双重博弈理论框架,该框架涵盖两个层面的博弈：一是售电公司间的非合作博弈,二是售电公司与电力用户间的主从博弈。然后构建电力市场参与者的电价套餐决策模型。最后通过迭代循环嵌套求解所设计的电价套餐模型。算例结果表明,所提电价套餐设计方法能够兼顾售电公司与电力用户的利益,有助于降低售电公司的购售电价格,提高电力用户满意度,实现售用双方共赢。

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梯级水电站电能量与辅助服务日前市场联合出清策略

覃就

2026, 46(1): 157-164. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2026.01.021

摘要 ( 6 )

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为实现电力中长期市场和日前市场平稳衔接,构建计及梯级水电站调节性能的电能量与辅助服务日前市场联合出清模型。考虑梯级水电站间电能量出清量和辅助服务出清量之间的关系,以日前市场总采购成本最低为目标,获得日前市场电能量和辅助服务出清结果。利用对偶定理分析梯级水电站辅助服务报价与电能量出清价格之间的关系,结果表明辅助服务报价越低,电能量出清价格越低。采用差价合约方式进行结算,结果表明所建立模型能够降低发电主体超额利润回收风险,增加电费收益。

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