當今時代，能源轉型與電力系統變革的浪潮正以前所未有的速度席卷而來。電力系統作為現代社會的能源核心，其穩定、高效、可持續地運行對于社會經濟的發展和人民生活質量的提升起著至關重要的作用。在這一背景下，新型配電與軌道交通供電系統態勢感知技術應運而生，成為電力領域研究與實踐的焦點。《新型配電與軌道交通供電系統態勢感知》一書正是在這樣的大背景下，對這一前沿技術進行深入探討與闡述的一部極具價值的著作。

清華大學教授 胡 煒

2025 年12 月

新型配電系統在國家能源戰略中占據著舉足輕重的地位。隨著“十四五”規劃的推進，分布式能源迎來了前所未有的發展機遇，其在配電網中的接入比例不斷攀升。這一變革在為能源供應帶來多元化的同時，也給傳統配電系統帶來了諸多挑戰。傳統模式難以有效應對分布式電源的間歇性和波動性，以及負荷需求的動態變化。在此背景下，新型配電系統需要借助先進的技術手段，實現智能化轉型。《新型配電與軌道交通供電系統態勢感 知》一書所闡述的態勢感知技術，猶如配電系統的“大腦”，通過對系統運行狀態的全方位覺察、精準理解與前瞻性預測，為解決分布式能源接入問題提供了有效途徑。例如，在分布式光伏大量接入配電網時，準確的態勢感知能夠實時監測光伏出力變化，優化配電網的調度策略，確保電能質量穩定，避免對電網造成沖擊，從而提高分布式能源的消納能力，促進清潔能源的高效利用。

考慮特殊負荷軌道交通的新型配電系統

本書以復雜的電氣化牽引供電軌道交通系統為例對考慮特殊負荷軌道交通的新型配電系統展開研究。圖中所示為考慮特殊負荷軌道交通的新型配電系統示意圖。圖(a)表示“源-網-荷-儲”多源一體化供電的網絡場景圖，整個網絡中配置了電能質量設備、儲能裝置及綜合能源裝置等設備，并采用了潮流控制算法。圖(b)是對圖(a)場景工作原理的具體示意，主要描述了軌道交通作為新型配電系統中的特殊負荷與系統中的儲能裝置、綜合能源裝置(光伏、風電等設備)之間能源互動的過程和態勢覺察系統如何獲取新型配電系統中相關數據的一個過程

軌道交通供電系統是新型配電系統中的重要負荷，其可靠性和穩定性直接關系到鐵路運輸的安全與效率。在新型電力系統建設的浪潮中，軌道交通供電系統面臨著新的使命與挑戰。一方面，要適應新型能源接入帶來的供電結構調整；另一方面，需滿足日益增長的鐵路客流量對供電質量的嚴苛要求。本書針對軌道交通供電系統的態勢感知技術展開深入研究，從供電系統的建模到多源供電的優化整合，從運行狀態的實時監測到故障隱患的提前預警，可為“十五五”時期鐵路交通的高質量發展提供強有力的技術支撐。這不僅有助于確保軌道交通的安全穩定運行，提升鐵路運輸服務質量，還能有效促進鐵路行業的節能減排，推動綠色交通發展，為實現國家能源戰略中的碳排放目標貢獻力量。

在當今能源轉型與電力系統變革的關鍵時期，新型配電與軌道交通供電系統態勢感知技術的發展對于保障電力供應的可靠性、高效性與可持續性具有舉足輕重的意義。隨著分布式能源的廣泛接入、軌道交通的迅猛發展以及用戶對電能質量要求的不斷提高，傳統的電力系統運行管理模式面臨巨大挑戰。在此背景下，《新型配電與軌道交通供電系統態勢感 知》一書應運而生，本書旨在深入探討新型配電與軌道交通供電系統態勢感知的相關理論、技術與應用，為推動電力系統的智能化發展提供堅實的理論支撐與實踐指導。

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新型配電與軌道交通供電系統態勢感知購買

葛磊蛟, 王英, 李小平 著

北京: 科學出版社, 2026. 4

ISBN 978-7-03-085195-6

本書的撰寫源于對電力系統發展需求的深刻洞察以及對相關領域技術創新的持續追求。近年來，我們的科研團隊緊密圍繞新型配電與軌道交通供電系統態勢感知技術展開了一系列深入研究，取得了一系列具有重要理論價值和實踐意義的成果。這些成果涵蓋了從基礎理論研究到實際工程應用的多個方面，為本書的撰寫奠定了堅實基礎。我們深知，電力系統的穩定運行關系到社會經濟的正常運轉和人民生活的安定有序，因此致力于將最新的研究成果和實踐經驗融入本書，希望能為電力系統領域的專業人士、科研人員以及相關從業者提供有益的參考和借鑒。

綜合能源系統(IES)負荷預測模型的結構

本書共分為三篇。第一篇詳細闡述態勢覺察的相關內容，包括新型軌道交通供電系統建模、分布式光伏數據的虛擬采集、優化配置等技術。通過對各種系統的精確建模和數據采集方法的深入探討，為后續的態勢理解和預測提供了堅實的數據基礎。例如，在新型軌道交通供電系統建模中，對剛性接觸網-受電弓、柔性接觸網-受電弓、供電網絡、供電負荷等進行詳細建模與分析，確保了對軌道交通供電系統運行狀態的準確把握。

新型配電網態勢覺察架構

第二篇重點關注態勢理解，涉及新型軌道交通供電系統態勢理解、日前優化調度、復雜配電網相間故障定位等效解耦模型以及態勢感知效果評估等方面。通過這些技術，能夠對系統運行狀態進行深入分析，評估系統性能，為優化決策提供依據。例如，在高比例光伏配電網集群電壓控制中，提出的分布式牛頓電壓控制方法有效解決了光伏接入帶來的電壓問題；態勢感知效果評估部分建立的綜合評估指標體系和評估方法，為準確評估系統態勢感知效果提供了科學手段。

新型配電網態勢理解框架

第三篇聚焦于態勢預測，介紹分布式電源出力預測、典型配電網負荷預測以及區域綜合能源系統負荷預測等技術。這些預測技術能夠幫助電力系統提前規劃，合理安排發電計劃和儲能調度，提高系統的運行效率和可靠性。例如，分布式電源出力預測中的主成分分析、灰狼優化和廣義回歸神經網絡模型，顯著提高了光伏出力預測的準確性；區域綜合能源系統負荷預測中基于負荷相關峰谷的方法，充分考慮了能源系統負荷的變化規律，為系統優化調度提供了有力支持。

新型配電網態勢預測架構

本書是科研團隊全體成員共同努力的成果。本書的研究工作得到了多項科研基金的資助，在此表示衷心的感謝。具體包括：國家科技重大專項(科技創新2030 重大項目)“開放環境下異質微電網的群智協同主動安全調控理論與方法”(新一代人工智能國家科技重大專項，2022ZD0116900)；國家自然科學基金面上項目“面向多類型電力用戶特性的智能配電網狀態感知和自適應控制技術”(52277118)；國家自然科學基金地區科學基金項目“西部大風區高鐵弓網電接觸演化機理及行車電氣量依隨波動研究”(51767013)、“蘭新線長大坡道段牽引網壓異常演變機理及多源接入治理研究”(52067013)；天津市自然科學基金聯合基金(多元投入)項目“面向多類型電力用戶群體特性的中低壓配電網無模型自適應控制技術研究”(22JCZDJC00660)；甘肅省自然科學基金重點項目“甘肅省新型軌道交通集約供電的‘源-網-荷-光儲’一體化多能互補與協調控制研究”(22JR5RA318)；蘭州交通大學-西南交通大學聯合創新基金項目“構網型分布式光伏發電集群穩定協調優化調控技術研究”(LH2024027)。這些資助為研究工作的順利開展提供了重要的資金支持，推動了態勢感知技術的不斷創新和發展。

本文摘編自《新型配電與軌道交通供電系統態勢感知》（葛磊蛟, 王英, 李小平著. 北京: 科學出版社, 2026. 4）一書“前言”“序”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-085195-6

責任編輯：范運年 王楠楠

本書圍繞新型配電與軌道交通供電系統態勢感知展開，共分三篇。第一篇詳細介紹新型配電與軌道交通供電態勢覺察，涵蓋軌道交通供電系統模型、面向態勢覺察的智能邊緣終端優化配置技術、儲能系統容量優化配置技術、運行數據虛擬采集技術以及新型配電與軌道交通供電主要設備的運行數據增強技術；第二篇深入探討新型配電與軌道交通供電態勢理解，包括特殊負荷軌道交通供電系統態勢理解、新型配電系統日前優化調度和相間故障定位技術、高比例光伏配電網集群電壓控制技術以及新型配電與軌道交通供電態勢感知效果評估；第三篇聚焦新型配電系統態勢預測，闡述分布式電源出力預測、典型配電負荷預測、區域綜合能源系統負荷預測等多種預測技術。

本書適合電力系統、軌道交通領域的工程技術人員、科研人員以及高等院校相關專業師生閱讀。

（本文編輯：劉四旦）

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