“新型電力系統(tǒng)關鍵技術：廣義負荷智能認知與高效調控”專輯

“傳統(tǒng)負荷”是指電力系統(tǒng)中難以計數(shù)的用電設備的總和，純粹消耗功率而且不具備可控性?！皬V義負荷”是指一個變電站供電范圍內所有電氣設備的總和，包括傳統(tǒng)負荷、新型負荷、分布式電源和分布式儲能等，其功率由純粹被動消耗變?yōu)榫哂幸欢ǖ碾p向性和可控性。

2021 年10 月，國務院印發(fā)的《2030 年前碳達峰行動方案》提出“構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，推動清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置”，拉開了建設新型電力系統(tǒng)的序幕。展望未來，新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與機遇并存。一方面，受端城市電網(wǎng)空心化，輸電系統(tǒng)故障后出現(xiàn)大功率缺額，需要挖掘本地靈活性資源參與電網(wǎng)調控，否則將會嚴重威脅受端電網(wǎng)的運行安全；另一方面，分布式新能源發(fā)電、新型可控負荷、虛擬電廠等廣義負荷集群蓬勃發(fā)展，成為電網(wǎng)調控的潛在靈活性資源。為此，面向國家“雙碳”能源戰(zhàn)略和新型電力系統(tǒng)發(fā)展的需求，認知、分析、調度和控制這些潛在資源，提高電網(wǎng)的運行效率和安全水平，是迫切需要研究的重要問題。

為了進一步對新型電力系統(tǒng)開展深入研究，尤其是針對新形勢下負荷的認知與調控技術探討，《電力自動化設備》邀請我共同策劃組織了“新型電力系統(tǒng)關鍵技術：廣義負荷智能認知與高效調控”專輯。自專輯征稿啟事發(fā)布后，得到了學術界和產(chǎn)業(yè)界的積極響應，共收到百余篇飽含真知灼見的稿件。經(jīng)編輯部組織專家進行嚴格評審，最終確定將34 篇論文收入本專輯，涵蓋了廣義負荷的等值建模與智能認知、響應特性與聚合運營、多元互動與優(yōu)化調控等方面的內容。

◆廣義負荷等值建模與智能認知

四川大學肖先勇教授等基于低頻采樣數(shù)據(jù)提出了一種基于模體挖掘與調和函數(shù)半監(jiān)督學習的非侵入式負荷監(jiān)測方法；云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院孟賢高工等提出了一種基于實測數(shù)據(jù)跳變及穩(wěn)態(tài)點的負荷模型參數(shù)辨識方法，通過直接計算跳變及穩(wěn)態(tài)點的功率值而避免了傳統(tǒng)方法所需的暫態(tài)過程；昆明理工大學沈賦講師等分別建立了考慮和忽略電壓相角變化的綜合負荷廣義離散等值模型，并分析了模型參數(shù)與電力系統(tǒng)各元件的內在聯(lián)系以及各模型系數(shù)間的物理特性；河海大學潘學萍教授等針對雙饋風電機組、直驅永磁風電機組和光伏電源模型結構的共性，構建了可描述多類型分布式新能源機組動態(tài)特性的通用模型，并提出了多激勵影響下分布式新能源機組低電壓有功／無功管理以及電流限幅等非線性環(huán)節(jié)的非機理等值建模新方法；國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院吳晨高工、華北電力大學王劍曉講師等在考慮多元負荷相關性的基礎上，提出了一種基于多任務學習和長短時記憶網(wǎng)絡的多元負荷預測方法，通過利用多個專家子網(wǎng)和門控單元實現(xiàn)了共享信息的合理分配；上海電力大學崔昊楊教授、江友華教授等提出了一種將電流序列編碼為圖像的二維可視化方法，通過計算機視覺技術實現(xiàn)了負荷的分類識別；華北電力大學宋亞奇講師等通過對經(jīng)典滑動窗方法進行改進，提出了一種投票方差方法，可用于非侵入式負荷監(jiān)測場景下的事件檢測；浙江大學吳浩副教授等綜合考慮了負荷的波動特性和時間滯后特性，提出了一種快速動態(tài)時間彎曲和最小覆蓋球相結合的多日負荷曲線聚類方法；四川大學汪穎教授、胡文曦助理研究員等從兼顧準確性與計算效率的角度出發(fā)，提出了一種考慮信息動態(tài)表達的異常用電模式識別云邊協(xié)同方法；浙江大學李知藝研究員等針對云計算中潛藏的用電負荷數(shù)據(jù)泄露問題，提出了一種基于時序生成對抗網(wǎng)絡的用電負荷數(shù)據(jù)脫敏方法，通過使用滿足差分隱私的合成數(shù)據(jù)替代原始敏感數(shù)據(jù)，能有效阻止攻擊者通過竊取訓練數(shù)據(jù)推斷敏感負荷信息。

◆廣義負荷響應特性與聚合運營

武漢大學徐箭教授、孫元章教授等在計及分布式發(fā)用電單元功率預測不確定性和激勵型需求響應資源功率調節(jié)能力的基礎上，提出了一種廣義負荷參與日前電力現(xiàn)貨市場競價的方法，并構建了相應的市場出清模型；東南大學李揚教授等采用隨機參數(shù)刻畫了用戶響應行為的差異性，并提出了一種計及用戶需求響應不確定性的虛擬電廠分布魯棒優(yōu)化模型；浙江大學林振智教授、楊莉副教授等針對用電容量大且負荷規(guī)律性強的工業(yè)用戶，提出了一種基于高斯過程回歸的需求響應潛力評估方法，并以實際需求響應數(shù)據(jù)為例驗證了其有效性；新疆大學樊艷芳教授等通過考慮外部環(huán)境因素及可再生能源自身潛力，提出了一種考慮可再生能源可靠性的虛擬電廠動態(tài)聚合方法；東北電力大學崔楊教授等分析了當前出清方式與補償機制下電動汽車參與調頻輔助服務市場的市場競爭力，并提出了一種考慮替代效應的調頻資源報價修正方式；中國電力科學研究院有限公司周競高工等從交易規(guī)則編制的關鍵要素出發(fā)，探討了大規(guī)模可調節(jié)負荷參與電力輔助服務市場面臨的挑戰(zhàn)和關鍵技術；長安大學代亮副教授、秦雯講師等針對自供給模式下電動汽車換電站的供需平衡問題，提出了一種動態(tài)定價策略，旨在滿足換電站服務質量水平約束的前提下最大化換電站的運營效益；東北電力大學曲朝陽教授等針對電動汽車用戶響應充放電電價時存在的不確定行為，提出了一種計及用戶響應電價關聯(lián)與多主體共贏的電動汽車充放電定價優(yōu)化方法；國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學研究院李志浩博士等采用基于力學映射模型的多階段彈性評估模型量化了需求響應的優(yōu)化配置對配電網(wǎng)彈性的提升效果，并通過遺傳算法求解了該非線性優(yōu)化問題；上海交通大學顧潔副教授等提出了一種考慮負荷裕度的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)儲能雙層優(yōu)化配置方法，可實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)中負荷裕度的有效均衡。

◆廣義負荷多元互動與優(yōu)化調控

西安交通大學陳晨教授、別朝紅教授等結合新興的動態(tài)微電網(wǎng)技術，提出了一種考慮分布式新能源動態(tài)不確定性的配電網(wǎng)災后時序負荷恢復方法；東北電力大學嚴干貴教授、楊玉龍副教授等針對風電功率預測偏差消納問題，構建了一種電采暖負荷群響應風電預測偏差功率的輪流調控響應策略；中國電力科學研究院有限公司李亞平高工、楊勝春高工等引入新一代人工智能中的群體智能思想，融合多類型、分布式、柔性資源的不同運行特征，提出了一種分布式柔性資源有功平衡調度架構；天津大學王守相教授等采用區(qū)間數(shù)學和仿射數(shù)學量化了多元不確定性因素與電壓靈敏度間的映射關系，并結合隨機場景模擬法提出了一種針對配電網(wǎng)分布式電源接納能力的不確定性分析方法；天津大學張芳副研究員等將風電的非參數(shù)概率預測結果應用于電力系統(tǒng)日前調度中，構建了基于概率優(yōu)化方法的電力系統(tǒng)源荷儲日前概率優(yōu)化調度模型；中國石油大學王艷松教授等針對大規(guī)模光伏發(fā)電的調峰問題，探討了油田綜合能源系統(tǒng)中含光伏的熱電廠和需求響應協(xié)同調峰的能力；華中科技大學莫莉副教授、周建中教授等針對新能源預測偏差導致水電頻繁調整出力的情況，提出了一種考慮負荷頻繁波動的梯級水電站實時調度策略；智能電網(wǎng)保護和運行控制國家重點實驗室宋曉芳教授級高工、河海大學周海強教授等在考慮源荷預測誤差區(qū)間不確定性的基礎上，建立了一種計及頻率安全約束的電力系統(tǒng)優(yōu)化調度模型；浙江大學／河海大學鞠平教授等提出了一種考慮天然氣供氣約束和凈負荷預測誤差的電-氣綜合能源系統(tǒng)調度策略，旨在解決凈負荷預測誤差下供氣流量頻繁變動、難以進行運營管理的問題；東北電力大學劉鋮副教授、蔡國偉教授等針對系統(tǒng)在振蕩過程中出現(xiàn)的小干擾穩(wěn)定問題，提出了一種基于負荷模式能量的電力系統(tǒng)低頻振蕩調控策略；華北電力大學周一辰講師、李永剛教授等建立了基于事件觸發(fā)控制的時滯電力系統(tǒng)負荷頻率控制動態(tài)模型，并提出了一種基于事件觸發(fā)通信和輸出反饋的負荷頻率控制器協(xié)同設計方案；南京郵電大學徐俊俊講師等在考慮需求側用戶響應成本與滿意度的基礎上，利用事件觸發(fā)機制驅動的分層分區(qū)協(xié)調思想提出了一種有源配電網(wǎng)精準切負荷方法；國網(wǎng)河北省電力有限公司王光華高工等提出了一種基于深度強化學習的配電網(wǎng)負荷轉供控制方法，能自適應配電網(wǎng)拓撲變化的不確定性；河海大學秦川副教授等在頻率安全分段控制框架下，分別提出了毫秒級負荷控制和秒級／分鐘級負荷控制的用戶側輪次切負荷協(xié)調優(yōu)化策略。

由于篇幅、主題以及稿件處理周期等限制，本專輯收入的論文只是廣義負荷智能認知與高效調控等領域的一個縮影。期望廣大讀者能夠從中獲得啟發(fā)，推動廣義負荷研究的發(fā)展。部分高水平稿件未能收入本專輯中，希望能夠得到所有為本專輯撰稿的作者和廣大讀者的理解。

衷心感謝各位專家學者對本專輯的大力支持；感謝《電力自動化設備》編輯部為本專輯的選題、策劃、組織和出版所做的大量工作；感謝本專輯的各位評審專家的客觀、公正評審。最后，衷心希望廣義負荷智能認知與高效調控等領域的研究能引發(fā)學術界與工業(yè)界更廣泛的關注和討論。