《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。
基于校正条件生成对抗网络的风电场群绿氢储能系统容量配置作者：朱玲,李威,王骞,张学广
摘要：以条件生成对抗网络（CGAN）为代表的半监督学习可计及风电波动并生成出力场景集合,生成的数据可输入氢气储能容量配置模型以支撑优化求解。为此,该文首先设计一种校正条件生成对抗网络（CCGAN）,并基于风电预测误差构建条件校正器,对预测失准事件和风电爬坡事件下输入生成器的标签信息进行识别和校正;然后,以储能定容的综合成本和各风场弃风成本为目标函数,构建绿氢储能容量配置的多目标优化模型,并引入基于切比雪夫距离的膝区域数学概念,以指导多目标优化算法设计。
最后,以新英格兰39节点系统为例进行算例分析,结果表明未经校正的条件信息将导致定容决策偏离实际,而CCGAN能生成计及风电不确定性的高置信出力场景,使得容量配置结果兼顾鲁棒性和经济性。
引用本文：朱玲, 李威, 王骞, 张学广.基于校正条件生成对抗网络的风电场群绿氢储能系统容量配置[J].电工技术学报, 2024, 39(3): 714-730. 朱玲,李伟,王倩,张学光.风电场-基于校正条件生成对抗网络的绿色氢能储能系统容量规模分析方法.电工技术学报,2024,39(3):714-730.
基于氢能设备多状态模型的电氢区域综合能源系统可靠性评估作者：任洲洋, 王皓, 李文沅, 姜云鹏
摘要：针对现有电氢区域综合能源系统（EH-RIESs）可靠性评估方法未能充分考虑氢能设备故障机理及其多状态运行特性、缺乏供氢可靠性水平量化评估指标及方法等问题，该文提出基于氢能设备多状态模型的EH-RIESs可靠性评估方法。
首先,剖析了氢能设备运行特性与故障机理,建立了考虑降额运行状态的碱性电解槽多状态可靠性评估模型、计及热电联产模式的燃料电池多状态可靠性评估模型及加氢机组的多状态可靠性评估模型,为准确模拟EH-RIESs运行状态奠定了坚实基础;其次,以弃风光成本和异质能源负荷削减成本之和最小为目标,建立考虑电氢异质能量系统耦合的最优负荷削减模型;然后,从供氢可靠性水平、设备对氢负荷缺供能量的贡献程度及系统经济损失等方面,构建了供氢可靠性评估指标体系。
最后，结合氢能设备多状态模型和马尔科夫链蒙特卡洛法，建立了EH-RIESs可靠性评估方法，实现了对EH-RIESs内氢能等异质能源供给可靠性水平的准确量化。采用两个不同规模的EH-RIESs进行仿真分析，验证了该文所提模型及评估方法的有效性和适应性。
引用本文：任洲洋, 王皓, 李文沅, 姜云鹏.基于氢能设备多状态模型的电氢区域综合能源系统可靠性评估[J].电工技术学报, 2023, 38(24): 6744-6759. 任周阳,王浩,李文远,江云鹏.基于氢能装备多态模型的电氢区域综合能源系统可靠性评价.电工技术学报,2023,38(24): 6744-6759.
面向低碳交通的含新能源汽车共享站电-氢微能源网区间-随机混合规划方法作者：王雨晴,王文诗,徐心竹,蔡瑞宁,张卫翔,曾博
摘要：在新能源汽车快速发展下,为充分发挥其对交通与能源领域低碳转型目标实现的支撑作用,该文考虑由电动汽车与氢燃料汽车间用车需求可替代性带来的负荷灵活性,采用综合资源规划理念,提出一种含新能源汽车共享站的电-氢微能源网（VSEHS）两阶段规划框架。
首先,结合不同参数数据源的异质性,采用区间和概率相结合的混合建模方法处理不确定性,并开展基于演化博弈的用户多车型选择长期偏好及其演化建模,刻画共享汽车服务下用户需求对租赁定价的潜在灵活性;其次,在利用租赁价格引导用户需求的基础上,考虑多种不确定性因素影响下的系统运行模拟,构建基于区间-随机混合规划的VSEHS容量配置与定价决策优化模型;然后,提出区间-随机混合优化方法,将不同类型的不确定性变量归一化,并在同一框架下基于启发式算法实现高效求解;最后,通过相关算例分析,验证所提方法的有效性。
引用本文：王雨晴, 王文诗, 徐心竹, 蔡瑞宁, 张卫翔, 曾博.面向低碳交通的含新能源汽车共享站电-氢微能源网区间-随机混合规划方法[J].电工技术学报, 2023, 38(23): 6373-6390. 王雨晴,王文石,徐新柱,蔡瑞宁,张维祥,曾波.基于低碳交通的新能源汽车共享站电氢微能系统混合区间/随机规划方法.电工技术学报,2023,38(23): 6373-6390.
考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行作者：罗潇,任洲洋,温紫豪,张盼,王皓,杨志学,张基岳
摘要：大力发展以电氢为核心的区域综合能源系统是实现能源系统绿色低碳转型的关键路径。针对现有研究因未系统考虑氢能系统热回收利用,导致能量利用效率低、经济性差等问题,提出考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行方法。
首先,充分考虑氢能设备变效率、多工况的运行特征,研究不同类型电解水、氢燃料电池和甲烷化设备的产热特性和热回收原理,基于热力学方程和物理反应原理建立氢能系统热回收运行模型;然后,提出考虑氢能系统热回收的电-热-氢多能协同运行架构,建立区域综合能源系统日前优化运行模型;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,氢能系统热回收可有效提高能源利用效率和多能协调运行能力,降低系统运行成本。
引用本文：罗潇, 任洲洋, 温紫豪, 张盼, 王皓, 杨志学, 张基岳.考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行[J].电工技术学报, 2023, 38(23): 6359-6372. 罗霄,任周阳,温子豪,张攀,王浩,杨志学,张继月.考虑氢气系统热循环的区域一体化电氢能源系统日前调度方法.电工技术学报,2023,38(23): 6359-6372.
多相堆叠交错并联制氢变换器控制策略与特性分析作者：张理, 韩民晓, 范溢文
摘要：制氢变换器的效率和输出纹波等指标在氢能应用中至关重要。多相交错并联Buck变换器（MPIBC）输出纹波的减小需要以增加并联支路、开关频率和滤波电感为代价，这将导致成本和损耗的提高。为此，该文提出多相堆叠交错并联Buck变换器（MPSIBC），MPSIBC在MPIBC基础上增加纹波补偿并联支路。补偿支路采用具有补偿特性的PWM控制，输出交流电流与MPIBC输出电流纹波波形互补。MPSIBC利用输出补偿思想使得变换器输出纹波的消除不依赖开关频率等因素。
该文从理论上对MPSIBC拓扑和纹波补偿原理进行了分析，并通过PSIM仿真和实验进行了验证，结果表明MPSIBC具有显著纹波抑制效果的同时可有效降低开关频率和滤波电感。
引用本文：张理, 韩民晓, 范溢文.多相堆叠交错并联制氢变换器控制策略与特性分析[J].电工技术学报, 2023, 38(2): 485-495. 张莉,韩敏晓, 范一文.制氢用多相堆叠交错式降压变换器的控制策略及特性分析.电工技术学报,2023,38(2):485-495.
考虑动态功率区间和制氢效率的电转氢（P2H）设备容量配置优化作者：李军舟, 赵晋斌, 陈逸文, 毛玲, 屈克庆
摘要：考虑大规模风电固有的间歇性、波动性影响,采用电转氢技术将弃风电量转化为可存储再利用的清洁氢能,助力碳达峰与碳中和战略目标。该文选用碱性电解槽作为电转氢设备,研究其制氢效率曲线,构建运行区间规划与经济性规划相结合的优化配置模型。首先分析电解槽平滑跟踪动态功率的区间范围,对设备充当电负荷的运行能力进行限制。然后在此基础上,以设备全生命周期成本与电氢市场交易成本整体最小为目标,对设备容量进行经济性优化。最后采用混沌粒子群优化算法求解模型。
算例结果表明,在保障设备产氢质量同时,可有效提升系统运行可靠性并降低投资成本和弃风率。研究成果实现电转氢设备作为灵活负载跟踪可再生能源的功率波动。
引用本文：李军舟, 赵晋斌, 陈逸文, 毛玲, 屈克庆.考虑动态功率区间和制氢效率的电转氢（P2H）设备容量配置优化[J].电工技术学报, 2023, 38(18): 4864-4874. 李俊洲,赵金斌,陈亦文,毛玲,曲可晴.考虑动态功率范围和制氢效率的P2H设备的最佳容量配置。电工技术学报,2023,38(18):4864-4874.
计及调峰辅助服务的风电场/群经济制氢容量计算作者：孔令国,陈钥含,万燕鸣,王晓晨,韩子娇,刘闯,蔡国伟
摘要：针对"双碳"目标下风电深度消纳及电网灵活性提升的规模化风电制氢经济容量配置问题,该文提出计及调峰辅助服务的风电场/群经济制氢容量计算方法,实现单个风电场及省级风电最佳制氢容量计算。在计及电解水制氢系统规模化成本效应的情况下,以净现值最大为目标,考虑电网调峰需求,构建制氢容量经济优化目标函数,对电解水制氢系统的初始投资成本、制氢电价、氢气售卖价格、电解槽转化率和设备退化率等参数进行敏感性分析,并在其基础上预测未来风电场/群制氢经济性。
通过吉林省49个风电场进行算例分析,结果表明,风电制氢参与调峰辅助服务市场能够在最大化消纳风电、提升电网动态调节能力的同时,计算出49个风电场及吉林省省级最佳经济制氢容量。该文为风电场/群制氢容量配置提供有效计算方法。
引用本文：孔令国, 陈钥含, 万燕鸣, 王晓晨, 韩子娇, 刘闯, 蔡国伟.计及调峰辅助服务的风电场/群经济制氢容量计算[J].电工技术学报, 2023, 38(16): 4406-4420. 孔灵国,陈月涵,万艳明,王晓晨,韩子娇,刘闯,蔡国伟.计算具有峰值调节辅助服务响应的风电场/集群的电转气容量的经济性。电工技术学报,2023,38(16):4406-4420.
基于权重调节模型预测控制的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控作者：孔令国,王嘉祺,韩子娇,闫华光,王士博,刘闯,蔡国伟
摘要：该文针对风-光-储-氢系统中风光的波动性、储氢的动态响应特性,实时在线优化匹配储-氢功率与风-光功率问题,提出基于权重调节模型预测控制（MPC）的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控方法。
文中构建了风-光-储-氢耦合能源系统拓扑结构,建立了耦合系统状态空间模型,以耦合系统功率平衡为目标,以制氢功率、燃料电池功率和电池功率为控制变量,根据氢储能和电池储能的特性及各约束条件将目标函数转换为二次规划问题进行求解,并在自定义s-函数建立的MPC控制器中依据复合储能系统的状态信息对权重因子进行调节,实现了控制器的参数自适应,最后完成了功率控制层与能量管理层的闭环仿真。通过仿真分析,对比三种调控方法,验证了该文所提基于变权重MPC功率调控方法的有效性和优越性。
引用本文：孔令国, 王嘉祺, 韩子娇, 闫华光, 王士博, 刘闯, 蔡国伟.基于权重调节模型预测控制的风-光-储-氢耦合系统在线功率调控[J].电工技术学报, 2023, 38(15): 4192-4207. 孔灵国,王佳琪,韩子娇,闫华光,王世博,刘闯,蔡国伟.基于权重调整模型预测控制的风光储氢耦合系统在线功率调节.电工技术学报,2023,38(15):4192-4207.
计及风光不确定性的电-热-氢综合能源系统分布鲁棒优化作者：吴孟雪, 房方
摘要：为了提高可再生能源消纳，促进综合能源系统发展，该文提出一种计及风光不确定性的电-热-氢综合能源系统（EHH-IES）分布鲁棒优化方法。给出EHH-IES结构和氢储能（HES）耦合模型;基于分布鲁棒条件风险价值（DRCVaR）方法，以系统收益最大、全生命周期碳排放量最小和不确定性风险成本最小为目标，建立EHH-IES优化问题的博弈模型;应用拉格朗日对偶原理,将模型转换成半定规划问题并求解。算例结果表明，该优化方法可使EHH-IES总收益提高1.4%，全生命周期碳排放量减少2.9%，显著降低风光不确定性造成的经济风险。
引用本文：吴孟雪, 房方.计及风光不确定性的电-热-氢综合能源系统分布鲁棒优化[J].电工技术学报, 2023, 38(13): 3473-3485. 吴梦雪,方芳.具有风能和太阳能不确定性的电热氢综合能源系统的分布鲁棒优化.电工技术学报,2023,38(13): 3473-3485.
基于交替方向乘子法的园区电-氢-热系统低碳优化调度作者：孔令国,史立昊,石振宇,王士博,蔡国伟
摘要：针对园区电-氢-热低碳能源系统分布与集中交互优化调度问题,提出一种基于交替方向乘子法（ADMM）的园区电-氢-热能源双层能量低碳优化调度方法。通过将分布式（屋顶光伏、园区建筑电、热负荷）与集中式（电池储能、氢储能、电蓄热）能源相结合,上层基于ADMM求解园区内各建筑可用于共享的交互能量值,下层以园区能源系统运行总成本最小为目标,利用上层求取的建筑交互能量及各建筑剩余功率,基于混合整数规划求解各建筑间交互能量及园区内各集中式能源设备最优出力,实现多主体能源点对点能量精准最优交互。最后,通过吉林市某低碳产业园能源架构进行算例分析,验证了所提低碳优化调度方法的有效性。
引用本文：孔令国, 史立昊, 石振宇, 王士博, 蔡国伟.基于交替方向乘子法的园区电-氢-热系统低碳优化调度[J].电工技术学报, 2023, 38(11): 2932-2944. 孔令国,石立浩,石振宇,王世博,蔡国伟.基于乘子交替方向法的园区电-氢-热系统低碳优化调度.电工技术学报,2023,38(11): 2932-2944.
氢燃料电池有轨电车混合储能系统的节能运行优化作者：高锋阳, 张浩然, 王文祥, 李明明, 高翾宇
摘要：针对燃料电池/超级电容/锂电池混合储能有轨电车能量管理中存在的等效能耗受负载随机性影响较大,无法保证全局功率分配最优的问题,同时为进一步提升燃料经济性,提出一种基于外部能耗的运行优化策略。
首先,将负载能量需求分为内部能源燃料电池的实时燃料消耗和外部电源锂电池/超级电容的电能消耗两部分;其次,旨在通过将等效能耗最小化策略的目标函数改写为最大化外部电源出力,以分担燃料电池的高功率负载压力,使其不需要评估等效能耗,从而达到增强对负载变载的鲁棒性,同时最小化实时氢耗的目的;最后,将所提优化策略与等效能耗最小化及状态机和功率解耦策略进行对比分析。
结果表明：在整个循环工况中,所提方法相较于等效能耗最小化策略燃料电池氢气消耗降低17.68g,峰值电流降低21.81A;相较于状态机和功率解耦策略氢气消耗降低39.04g,峰值电流降低56.9A,且母线电压偏移范围和各能量源应力均有显著改善。
引用本文：高锋阳, 张浩然, 王文祥, 李明明, 高翾宇.氢燃料电池有轨电车混合储能系统的节能运行优化[J].电工技术学报, 2022, 37(3): 686-696. 高凤阳,张浩然,王文祥,李明明,高轩宇.氢燃料电池有轨电车混合储能系统节能运行优化电工技术学报,2022,37(3):686-696.
碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析作者：刘玮,万燕鸣,熊亚林,陶志杰,朱艳兵
摘要：随着低碳清洁氢发展成为全球共识,各国制氢技术路线均立足本地氢源潜力和未来氢能产业需求,呈现低碳氢、清洁氢到可再生氢的梯次发展趋势。电解水制氢技术的发展是低碳清洁氢气供给的突破口。
该文首先对电解水制氢技术进行综述,介绍包括美国、日本、欧洲等国家电解水制氢技术路线图和技术指标目标;然后深入分析国内电解水技术发展现状,并与国外技术水平进行了差距量化对标,在此基础上提出我国电解水制氢潜在的技术路线;最后分析目前中国平准化低碳清洁氢成本,并且对中国2020~2050年平准化低碳清洁氢成本进行了预测。降低低碳清洁氢气平准化价格,需要从技术、商业模式创新等多方面协同发力,从而发挥其在能源转型及深度脱碳方面的作用。
引用本文：刘玮, 万燕鸣, 熊亚林, 陶志杰, 朱艳兵.碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析[J].电工技术学报, 2022, 37(11): 2888-2896. 刘伟,万艳明,熊亚林,陶志杰,朱艳兵.碳中和愿景下水电解与氢气平准化成本分析关键技术.电工技术学报,2022,37(11):2888-2896.
