电力+交通领域焦点：新型配电与轨道交通供电系统态势感知

当今时代，能源转型与电力系统变革的浪潮正以前所未有的速度席卷而来。电力系统作为现代社会的能源核心，其稳定、高效、可持续地运行对于社会经济的发展和人民生活质量的提升起着至关重要的作用。在这一背景下，新型配电与轨道交通供电系统态势感知技术应运而生，成为电力领域研究与实践的焦点。《新型配电与轨道交通供电系统态势感知》一书正是在这样的大背景下，对这一前沿技术进行深入探讨与阐述的一部极具价值的著作。

清华大学教授 胡 炜

2025 年12 月

新型配电系统在国家能源战略中占据着举足轻重的地位。随着“十四五”规划的推进，分布式能源迎来了前所未有的发展机遇，其在配电网中的接入比例不断攀升。这一变革在为能源供应带来多元化的同时，也给传统配电系统带来了诸多挑战。传统模式难以有效应对分布式电源的间歇性和波动性，以及负荷需求的动态变化。在此背景下，新型配电系统需要借助先进的技术手段，实现智能化转型。《新型配电与轨道交通供电系统态势感 知》一书所阐述的态势感知技术，犹如配电系统的“大脑”，通过对系统运行状态的全方位觉察、精准理解与前瞻性预测，为解决分布式能源接入问题提供了有效途径。例如，在分布式光伏大量接入配电网时，准确的态势感知能够实时监测光伏出力变化，优化配电网的调度策略，确保电能质量稳定，避免对电网造成冲击，从而提高分布式能源的消纳能力，促进清洁能源的高效利用。

考虑特殊负荷轨道交通的新型配电系统

本书以复杂的电气化牵引供电轨道交通系统为例对考虑特殊负荷轨道交通的新型配电系统展开研究。图中所示为考虑特殊负荷轨道交通的新型配电系统示意图。图(a)表示“源-网-荷-储”多源一体化供电的网络场景图，整个网络中配置了电能质量设备、储能装置及综合能源装置等设备，并采用了潮流控制算法。图(b)是对图(a)场景工作原理的具体示意，主要描述了轨道交通作为新型配电系统中的特殊负荷与系统中的储能装置、综合能源装置(光伏、风电等设备)之间能源互动的过程和态势觉察系统如何获取新型配电系统中相关数据的一个过程

轨道交通供电系统是新型配电系统中的重要负荷，其可靠性和稳定性直接关系到铁路运输的安全与效率。在新型电力系统建设的浪潮中，轨道交通供电系统面临着新的使命与挑战。一方面，要适应新型能源接入带来的供电结构调整；另一方面，需满足日益增长的铁路客流量对供电质量的严苛要求。本书针对轨道交通供电系统的态势感知技术展开深入研究，从供电系统的建模到多源供电的优化整合，从运行状态的实时监测到故障隐患的提前预警，可为“十五五”时期铁路交通的高质量发展提供强有力的技术支撑。这不仅有助于确保轨道交通的安全稳定运行，提升铁路运输服务质量，还能有效促进铁路行业的节能减排，推动绿色交通发展，为实现国家能源战略中的碳排放目标贡献力量。

在当今能源转型与电力系统变革的关键时期，新型配电与轨道交通供电系统态势感知技术的发展对于保障电力供应的可靠性、高效性与可持续性具有举足轻重的意义。随着分布式能源的广泛接入、轨道交通的迅猛发展以及用户对电能质量要求的不断提高，传统的电力系统运行管理模式面临巨大挑战。在此背景下，《新型配电与轨道交通供电系统态势感 知》一书应运而生，本书旨在深入探讨新型配电与轨道交通供电系统态势感知的相关理论、技术与应用，为推动电力系统的智能化发展提供坚实的理论支撑与实践指导。

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新型配电与轨道交通供电系统态势感知购买

葛磊蛟, 王英, 李小平 著

北京: 科学出版社, 2026. 4

ISBN 978-7-03-085195-6

本书的撰写源于对电力系统发展需求的深刻洞察以及对相关领域技术创新的持续追求。近年来，我们的科研团队紧密围绕新型配电与轨道交通供电系统态势感知技术展开了一系列深入研究，取得了一系列具有重要理论价值和实践意义的成果。这些成果涵盖了从基础理论研究到实际工程应用的多个方面，为本书的撰写奠定了坚实基础。我们深知，电力系统的稳定运行关系到社会经济的正常运转和人民生活的安定有序，因此致力于将最新的研究成果和实践经验融入本书，希望能为电力系统领域的专业人士、科研人员以及相关从业者提供有益的参考和借鉴。

综合能源系统(IES)负荷预测模型的结构

本书共分为三篇。第一篇详细阐述态势觉察的相关内容，包括新型轨道交通供电系统建模、分布式光伏数据的虚拟采集、优化配置等技术。通过对各种系统的精确建模和数据采集方法的深入探讨，为后续的态势理解和预测提供了坚实的数据基础。例如，在新型轨道交通供电系统建模中，对刚性接触网-受电弓、柔性接触网-受电弓、供电网络、供电负荷等进行详细建模与分析，确保了对轨道交通供电系统运行状态的准确把握。

新型配电网态势觉察架构

第二篇重点关注态势理解，涉及新型轨道交通供电系统态势理解、日前优化调度、复杂配电网相间故障定位等效解耦模型以及态势感知效果评估等方面。通过这些技术，能够对系统运行状态进行深入分析，评估系统性能，为优化决策提供依据。例如，在高比例光伏配电网集群电压控制中，提出的分布式牛顿电压控制方法有效解决了光伏接入带来的电压问题；态势感知效果评估部分建立的综合评估指标体系和评估方法，为准确评估系统态势感知效果提供了科学手段。

新型配电网态势理解框架

第三篇聚焦于态势预测，介绍分布式电源出力预测、典型配电网负荷预测以及区域综合能源系统负荷预测等技术。这些预测技术能够帮助电力系统提前规划，合理安排发电计划和储能调度，提高系统的运行效率和可靠性。例如，分布式电源出力预测中的主成分分析、灰狼优化和广义回归神经网络模型，显著提高了光伏出力预测的准确性；区域综合能源系统负荷预测中基于负荷相关峰谷的方法，充分考虑了能源系统负荷的变化规律，为系统优化调度提供了有力支持。

新型配电网态势预测架构

本书是科研团队全体成员共同努力的成果。本书的研究工作得到了多项科研基金的资助，在此表示衷心的感谢。具体包括：国家科技重大专项(科技创新2030 重大项目)“开放环境下异质微电网的群智协同主动安全调控理论与方法”(新一代人工智能国家科技重大专项，2022ZD0116900)；国家自然科学基金面上项目“面向多类型电力用户特性的智能配电网状态感知和自适应控制技术”(52277118)；国家自然科学基金地区科学基金项目“西部大风区高铁弓网电接触演化机理及行车电气量依随波动研究”(51767013)、“兰新线长大坡道段牵引网压异常演变机理及多源接入治理研究”(52067013)；天津市自然科学基金联合基金(多元投入)项目“面向多类型电力用户群体特性的中低压配电网无模型自适应控制技术研究”(22JCZDJC00660)；甘肃省自然科学基金重点项目“甘肃省新型轨道交通集约供电的‘源-网-荷-光储’一体化多能互补与协调控制研究”(22JR5RA318)；兰州交通大学-西南交通大学联合创新基金项目“构网型分布式光伏发电集群稳定协调优化调控技术研究”(LH2024027)。这些资助为研究工作的顺利开展提供了重要的资金支持，推动了态势感知技术的不断创新和发展。

本文摘编自《新型配电与轨道交通供电系统态势感知》（葛磊蛟, 王英, 李小平著. 北京: 科学出版社, 2026. 4）一书“前言”“序”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-085195-6

责任编辑：范运年 王楠楠

本书围绕新型配电与轨道交通供电系统态势感知展开，共分三篇。第一篇详细介绍新型配电与轨道交通供电态势觉察，涵盖轨道交通供电系统模型、面向态势觉察的智能边缘终端优化配置技术、储能系统容量优化配置技术、运行数据虚拟采集技术以及新型配电与轨道交通供电主要设备的运行数据增强技术；第二篇深入探讨新型配电与轨道交通供电态势理解，包括特殊负荷轨道交通供电系统态势理解、新型配电系统日前优化调度和相间故障定位技术、高比例光伏配电网集群电压控制技术以及新型配电与轨道交通供电态势感知效果评估；第三篇聚焦新型配电系统态势预测，阐述分布式电源出力预测、典型配电负荷预测、区域综合能源系统负荷预测等多种预测技术。

本书适合电力系统、轨道交通领域的工程技术人员、科研人员以及高等院校相关专业师生阅读。

（本文编辑：刘四旦）

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