賈宏杰，何晉偉，肖?遷

電力電子化綜合能源電力系統(tǒng)運(yùn)行控制

賈宏杰，何晉偉，肖?遷

(天津大學(xué)電氣自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，天津 300072)

面對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的挑戰(zhàn)，為促進(jìn)節(jié)能減排，早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的雙碳目標(biāo)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)迫切地需要?jiǎng)?chuàng)新與變革。近年來(lái)，新型電力電子變換裝備在新能源發(fā)電、柔性交直流輸配電、分布式電源與儲(chǔ)能等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)能源電力系統(tǒng)的靈活性、可控性逐步增強(qiáng)，多種能源系統(tǒng)耦合性和互動(dòng)性顯著提升。另一方面，電力電子化的綜合能源電力系統(tǒng)也出現(xiàn)了建模困難、控制復(fù)雜度增大等諸多亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

為展示該領(lǐng)域的新進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，共享最新學(xué)術(shù)研究和技術(shù)成果，《天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版)》組織了“電力電子化綜合能源電力系統(tǒng)運(yùn)行控制”專題，最終確定將12篇論文收入本專題，內(nèi)容涵蓋綜合系統(tǒng)優(yōu)化、發(fā)電及輸電控制、配用電電網(wǎng)運(yùn)行、分布式電源與儲(chǔ)能及多電平功率變換等領(lǐng)域。

在綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化方面，天津大學(xué)賈宏杰教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)面向電力系統(tǒng)需求的流程工業(yè)用電靈活性指標(biāo)、評(píng)估方法及其調(diào)控手段等進(jìn)行綜述，并提出相應(yīng)的總結(jié)及展望；山東大學(xué)孫波副教授團(tuán)隊(duì)基于經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境3方面的系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)提出一種新能源冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

在發(fā)電以及輸電控制方面，西南交通大學(xué)廖凱副教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有功輸出的不確定性以及無(wú)功調(diào)節(jié)裝置間響應(yīng)時(shí)間的差異導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓控制難題，提出一種基于魯棒優(yōu)化的風(fēng)電場(chǎng)分層電壓無(wú)功優(yōu)化控制策略；北京交通大學(xué)許寅教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)水電高占比的水光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的超低頻振蕩問(wèn)題，提出新型振蕩抑制控制方法，實(shí)現(xiàn)不同出力比例情況下的超低頻振蕩抑制；中國(guó)科學(xué)院電工研究所李耀華研究員團(tuán)隊(duì)針對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)高壓直流輸電系統(tǒng)提出一種大陸端換流站采用直流電流控制、離岸端換流站選取交流側(cè)電壓控制的控制策略。

在配用電電網(wǎng)運(yùn)行方面，天津大學(xué)葛磊蛟副教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)商業(yè)和居民混合的配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)影響因素多樣和隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出一種基于灰狼郊狼混合優(yōu)化算法和長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的短期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，提升了負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度以及運(yùn)行效率；東南大學(xué)洪蘆誠(chéng)副教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)變壓器耦合逆變器中負(fù)實(shí)部虛擬阻抗誘發(fā)系統(tǒng)失穩(wěn)問(wèn)題，提出了一種虛擬阻抗重塑的方法，并對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)電壓全前饋控制策略進(jìn)行了修正，保證電網(wǎng)有效抑制LCL濾波器的諧振峰，從而避免系統(tǒng)面臨的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；西南交通大學(xué)楊建維副教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)直流微電網(wǎng)中傳統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法在不同狀態(tài)運(yùn)行時(shí)會(huì)造成電壓偏差的問(wèn)題，提出一種基于雙層電壓信號(hào)的光儲(chǔ)燃直流微電網(wǎng)分層協(xié)調(diào)控制策略，保證直流微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定。

在分布式電源與儲(chǔ)能方面，長(zhǎng)沙理工大學(xué)姜飛副教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)分布式光伏的大規(guī)模接入后非常規(guī)潮流帶來(lái)的電壓越限問(wèn)題，提出了一種基于動(dòng)態(tài)一致性算法的光伏-儲(chǔ)能分布式協(xié)調(diào)電壓控制策略，有效抑制了電壓越限；天津大學(xué)何晉偉教授團(tuán)隊(duì)為提高分布式電源在電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變時(shí)的電能質(zhì)量，提出一種基于加權(quán)電流無(wú)差拍控制的新型電能質(zhì)量控制方法，保證并網(wǎng)電流不會(huì)受諧波電壓的影響；

在多電平功率變換方面，哈爾濱工業(yè)大學(xué)紀(jì)延超教授團(tuán)隊(duì)及天津大學(xué)賈宏杰教授、肖遷博士團(tuán)隊(duì)針對(duì)模塊化多電平換流器(MMC)傳統(tǒng)控制方法功率跟蹤精度差、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，提出一種基于反饋線性化的直接功率控制方法；內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)楊炳元教授團(tuán)隊(duì)分析了基于MMC的交直流混聯(lián)電網(wǎng)場(chǎng)景下短路故障特征，并提出一種無(wú)需換流站間通信的交直流故障穿越協(xié)調(diào)控制方案。

專題在籌備和執(zhí)行過(guò)程中，得到國(guó)內(nèi)外專家的積極響應(yīng)，在此表示由衷的感謝。希望本專題的出版能夠?yàn)殛P(guān)心和從事相關(guān)研究工作的專家學(xué)者提供參考，以促進(jìn)我國(guó)電力電子化綜合能源電力系統(tǒng)領(lǐng)域研究的核心理論創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展和工程實(shí)踐推廣。