计及气象因素与分时电价影响的综合能源系统负荷调控策略研究

用能高峰时段,综合能源系统多元负荷受气象因素影响,使其用能需求量短时持续上升,导致供需矛盾加剧;同时,综合能源系统多能耦合转换与蓄放单元的电驱动特点(如冰蓄冷空调、电制冷制冰)致使其用能成本受分时电价影响进一步增加。以供冷季用能高峰时段综合能源系统冷-电供需调控为研究对象,提出一种包含冷负荷需求自身调节与供冷功率主动控制的两阶段递进式调控策略,旨在实现多能供需平衡空间的拓展与用能成本的降低。基于模糊C均值聚类并考虑综合气象因素与分时电价的影响,选取调控时段;在第1阶段构建了温-湿舒适度最佳与冷能需求量最低的多目标负荷调节模型,在第2阶段提出了用能成本最低和运行能耗最小的多目标供冷输出功率主动控制策略;选取某校园综合能源系统实际运行数据进行算例仿真,采用ε-约束法以及多维偏好线性规划方法进行多目标求解,并基于用能舒适度变化的运行能耗、用能成本等指标,对比分析负荷需求在用能高峰时段调控优化前后的效果。结果表明,所提方法在满足用能舒适度的同时,能削减约13%的负荷需求,并降低约1.9%系统用能成本,有效缓解多能供需矛盾,增强系统运行的灵活性。

考虑分时电价下需求响应的用户侧储能优化配置

针对用户侧储能在投资与运行方面经济性不足的问题,提出一种考虑分时电价下需求响应的用户侧储能规划与运行两阶段优化策略.第一阶段通过建立分时电价优化模型,采用粒子群(PSO)和序列二次规划(SQP)混合算法求解得出分时电价策略,第二阶段基于第一阶段得出的分时电价策略建立考虑两个时间尺度的储能双层优化模型,上层模型以最大化全寿命周期净收益为目标优化长时间尺度的储能配置,下层模型以最大化日运行收益为目标优化短时间尺度的储能运行,结合混合整数线性规划方法和KKT条件,调用CPLEX求解器进行求解,通过两阶段的联合优化,实现用户侧储能配置和运行收益综合最优.最后,结合实例进行仿真,结果表明所提方法可以有效提高用户侧储能系统的经济性.

基于油田分时电价的用户侧储能装置应用分析

用户侧储能可以削峰填谷,降低用电成本,具有重要意义。基于油田分时电价机制,对用户侧储能装置的应用进行分析,提出充放电策略,并测算收益。

考虑分时电价的风光储系统技术经济性研究

基于分时上网电价和风光储系统成本对源-网-荷-储系统的技术经济性开展了研究。首先,提出了一种集成可再生能源和储能的微电网系统模型,该系统包括光伏、风电、储能、电网和用户负荷;然后,在满足对负荷可靠供电的前提下,根据负荷数据、辐照数据、风速数据、分时电价数据以及系统各单元的成本,以系统经济性最优为目标建立了源-网-荷-储系统的优化模型;最后,通过算例详细分析了某地区配置风光储系统的最优容量以及系统的经济性。分析结果表明,储能系统通过在低电价时储能,在高电价时释能,从而避免用户在高电价时从电网购电,进而降低用户从电网的购电成本。

分时电价下的充电站负荷预测

为有效应对分时电价(ToU)策略对充电站的影响,给充电站运营商、电力系统管理者和政策制定者提供科学依据,通过分析历史充电数据、用户行为模式和气象信息,识别定价对用户充电行为的直接影响。针对这一问题,采用一种混合模型,将时间序列模型与用户行为模型相结合。通过设计特征嵌入层等方法引入Transformer模型以更好地捕捉时间序列数据中的复杂模式,而用户行为模型则有助于全面考虑用户充电偏好和响应。实验结果表明,混合模型在充电站负荷预测方面表现了卓越的性能。通过对分时电价的重点关注,成功地预测了未来一段时间内充电站的负荷需求。

基于风电分时电价的虚拟电厂参与清洁供暖运营优化方法

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,迅速发展的风电由于其随机性与波动性,面临突出的风电消纳问题。蓄热式电采暖作为中国北方地区主要供暖设备,虚拟电厂作为需求侧资源的主要聚合技术手段,聚合蓄热式电采暖的虚拟电厂可为消纳风电、提高风电利用率提供解决途径。对此,提出一种基于风电功率的分时电价划分方法,实现虚拟电厂聚合蓄热式电采暖参与基于分时电价的清洁供暖交易优化运营。首先,阐述虚拟电厂聚合蓄热式电采暖用户参与风电供暖的交易模式;其次,考虑热惯性对蓄热式电采暖和房屋进行精细化建模,提出基于层次凝聚聚类算法的分时电价方法,建立基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型,并构建多方主体综合收益最大、弃风量最小和负荷波动最小的虚拟电厂多目标运营优化模型;最后,通过算例分析风电消纳效果和虚拟电厂收益,验证该方法能够有效促进风电消纳、提高多方主体积极性,并具有一定的规模经济性,以期为缓解弃风问题提供参考。

考虑分时电价和充电利用率特征的大型电动汽车充电站负荷短期预测方法

考虑分时电价和充电利用率特征对电动汽车充电站负荷的影响,提出了融合长短记忆网络和支持向量回归(long short-term memory-support vector regression,LSTM-SVR)的大型电动汽车充电站负荷短期预测方法。首先,建立了分时电价、充电利用率、气象信息等影响充电负荷的因素以及历史充电负荷功率数据作为输入的特征矩阵。其次,运用自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)方法将包含分时电价和充电利用率的特征矩阵序列进行分解,扩充了数据多样性,并采用组合相关系数方法实现了数据降维和特征选择。然后采用北方苍鹰优化(northern goshawk optimization,NGO)算法分别优化LSTM和SVR的超参数,求解权重系数并构建融合LSTM-SVR模型。最后采用某城市一座大型充电站数据进行验证,对比实验表明,考虑分时电价和充电利用率特征可有效提高电动汽车充电站负荷预测精度8%以上,同时采用所提出的融合LSTM-SVR预测方法能使预测精度进一步提高。

基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电

将阶梯碳价与分时电价的耦合关系进行内联,提出了一种基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电策略。利用蒙特卡罗方法生成电动汽车的无序充电场景;建立阶梯碳价模型和自适应分时电价模型;以电网日负荷均方差最小、电动汽车用户充电总成本最小和发电商碳交易成本最小为目标函数,建立电碳双定价机制下的电动汽车有序充电模型,并采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合熵权逼近理想解排序(TOPSIS)模型求解Pareto解集的最优折中解;对4种碳交易机制下的优化结果进行对比分析。仿真结果表明,在有奖励阶梯碳价和自适应分时电价机制下电网负荷波动平抑效果最佳且发电商碳交易成本最小,验证了所提模型的合理性和可行性。

基于多维价格弹性系数的分时电价对负荷特性影响机理

基于23个省级电力公司经营区各行业固定用户群负荷曲线,测算多维价格弹性系数评估分时电价调整对各地区各行业峰谷时段用电的影响,并分析峰谷段电力需求对多维价格指标的敏感性。利用多维价格弹性系数定量评估各地区各行业降低峰段电量、提升谷段电量、缩小负荷峰谷差率三维电力电量指标对提高高峰时段电价、降低低谷时段电价、拉大峰谷电价比三维价格指标的敏感性。根据多维价格弹性系数分析结果可针对不同地区、行业、时段提出分时电价优化调整策略。

分时电价下泊位岸桥联合调度研究

基于全球各地推行分时电价政策以及大力发展港口岸电的背景下,将分时电价引入集装箱码头作业问题中,考虑岸电和分时电价对集装箱码头作业计划的影响,同时兼顾码头和船方的利益,在保证船舶可以按计划离港的前提下,构建以船舶在港时间、岸桥电力成本和船舶使用岸电的电力成本最小化为目标的多目标优化模型,根据所选取问题和模型目标函数的特点,选择带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA II)进行求解。通过不同规模的实例验证,与不考虑电力成本的传统泊位岸桥分配策略相比,所提出的模型算法均能够有效降低码头的电力成本,缓解高峰用电压力,尤其对集装箱吞吐量较少的码头优化效果更加显著。最后,通过对分时电价峰谷电价差的灵敏度分析,为码头相关部门针对不同的电价政策进行决策提供一定的依据。

分时电价下油田分压周期注水优化研究

为降低由各注水井需求压力不一致导致的阀组节流损失,以泵站总能耗成本最低为目标函数,以站内泵机组及站外注水井服务要求为约束条件,借助数学规划和优化高级建模系统(GAMS)建模编程,调用内嵌分枝减小最优化导航(BARON)求解器求解,建立了一种分时电价下分压周期注水的数学模型。针对实际注水情况,考虑各压力范围注水井组交叉注水与顺次注水2种运行方案,通过对比分析确定了最佳注水方案。研究结果表明,优化后低压注水井组节流损失平均降低约7 MPa,中压注水井组节流损失平均降低约3 MPa,分时分压周期注水方式一周期内能耗成本可降低约13000元,极大降低了现场因节流损失带来的能耗成本,具有良好的经济效益。同时,顺次注水相较交叉注水具有更好的实用价值与可操作性,可为现场实际运行生产提供一定参考。

分时电价下含电动汽车的微电网群双层多目标优化调度

为解决大规模电动汽车无序充电导致电网出现“峰上加峰”现象,依据电动汽车充电地点的不同将配电网划分为居民区、办公区、商业区微电网,提出基于峰谷差、分时电价、用户充电满意度多目标下的电动汽车充电模式,建立了微电网内运营商峰谷差最小—用户充电费用最少和充电满意度最大的双盈多目标优化调度模型,采用上海市实际居民办公商业混合体,基于MATLAB/NSGA⁃Ⅱ算法求解负荷整形度;采取粒子群优化算法求解电动汽车车主达到充电最优满意度;实现对电动汽车充电时刻和充电功率的引导。实际算例仿真结果表明,该方法能有效降低配电网负荷峰谷差,提高电动汽车充电效率,满足用户充电需求。

考虑分时电价的并联泵站日优化调度研究

跨流域调水泵站群是解决水资源空间配置不均的动力之源,虽然综合效益显著,但存在调水成本过高问题。为进一步探究泵站的经济运行,针对非同型机组的并联泵站,建立考虑分时电价的日优化调度模型,通过优化泵站调控时段及机组流量分配,实现并联泵站的日经济运行。以南水北调东线睢宁枢纽站为研究实例,分析流量的优化分配规律及调水成本对调控次数的响应规律。结果表明:设计扬程下,主要由睢宁二站机组适应输水流量变化;固定流量下,主要由沙集站机组适应泵站扬程变化;调控次数一定时,分时电价相较固定电价更能发挥调度潜能;分时电价下,增加日调控次数可节省更多成本,但节省幅度受约束条件限制。

基于负荷转移的售电公司分时电价优化策略

随着电价新政的发布,电力市场将进一步开放,同时目录电价的取消将加快分时电价机制的建立,在此背景下售电公司如何针对电力用户采取有效的分时电价措施是亟需解决的问题。为此在分析湖南省钢铁、电石等高能耗工业用户用电特性的基础上,结合售电公司、工业用户的成本及收益构建了售电公司成本收益模型、工业用户负荷转移成本模型,进一步提出了售电公司峰谷分时电价双层优化模型,上层模型优化目标为售电公司收益最大,下层模型优化目标为工业用户用电成本最小,以此确定峰谷分时电价套餐。以钢铁、电石等高能耗工业用户数据为例的仿真测算结果表明通过双层优化模型所得的峰谷分时电价套餐能够保证双方的利益,并有效引导工业用户合理用电、削峰填谷。

考虑负荷状态提取与分时电价的需求侧能源调度策略

分布式电源接入电网容易导致电网电压暂降、波动与闪变、电压越限等电能质量问题,而提高需求侧能源响应能力可以有效提高电网的稳定运行。提出了1种考虑负荷状态提取与分时电价的需求侧能源调度策略。首先,利用非侵入式负荷识别技术对投入使用的负荷工作状态进行分解,获得投入负荷的能源损耗情况;其次,考虑当日分时电价信息,建立需求侧能源消费支出最小和电器设备使用满意度最高的能源优化调度策略;最后,选用UK-DALE数据集进行PMAM模型的仿真分析,通过CPLEX对模型进行求解。仿真结果表明,采用该策略可以节省能源消费,有利于提高需求侧能源响应能力。

峰谷分时电价调整对夏季高温负荷影响分析

研究峰谷分时电价调整对湖北省夏季高温负荷的影响。在抽取分时电价调整前后的夏季典型高温日负荷曲线数据基础上,建立了分时电价对负荷影响分析测算模型,开展了湖北省2021年以来二次峰谷分时电价调整对总体用电、不同用电类别及工业重点行业用电负荷影响的定量分析,为峰谷分时电价的进一步调整优化提供了参考依据。

基于充电预约与分时电价的带时间窗电动车辆路径问题研究

本文考虑充电预约和分时电价,将客运需求的电动车辆路径问题建模为0-1的整数规划模型。模型中目标函数是最小化总运营成本,约束条件主要包括车辆路径约束、分时电价约束、充电预约约束等。基于遗传算法框架,设计了1个求解算法,计算后得出结论:(1)考虑分时电价时,EV充电时间会尽可能集中于电价低谷期;(2)进一步考虑充电预约,EV的总运营成本减少6.74%。

基于分时电价测算的电力市场交易运营研究

为了解决大型水电站电力交易中存在的分时价值量化难的问题,提出一种基于分时电价测算的电力市场交易运营方法。采用弗雷歇距离对多时间尺度交易分时价格逼近分析,获得水电站分时电力交易的特征;建立双边交易与集中交易规则,采用Stackelberg博弈模型求解最优的电力交易报价,在此基础上进行电力市场交易。在某河流域水电站应用所提方法,其电力交易价格准确率为96.6%。所提方法能有效提高电力市场交易价格预测的准确性,提升水电站的电力市场交易运营水平。

基于分时电价的多目标电动汽车有序充电优化策略研究

随着新能源汽车的普及,大规模的新能源汽车无序并入电网会给配网负荷的平稳运行带来巨大挑战,因此研究电动汽车(electric vehicle,EV)的有序充电具有重大意义。首先,考虑分时电价对用户充电行为的影响,建立以减小电网的负荷波动率及用户充电费用最小为目标的多目标优化模型;其次,对所建立的模型采用改进的粒子群算法求解;最后,建立500个EV的充电模型对其进行仿真分析。仿真结果表明,所提策略可以较大程度减小负荷的波动率,降低用户的充电成本。

促进用户负荷特性优化的分时电价机制设计方法

在电力供应结构和消费方式变化背景下,提出一种分时电价机制设计方法,旨在改善用户负荷特性,促进电网削峰填谷。根据工业、商业和居民三类用户的负荷分布特性,通过分层聚类方法对不同季节的峰谷时段进行重新划分,并引入深谷时段,解决原有分时电价机制时段划分不准确的问题。在满足覆盖发电成本前提下,通过减少用户用电成本与扩大峰谷价差,进一步激励用户调整用电行为,并采用量子遗传算法(quantum genetic algorithm,QGA)对时段电价制定的优化问题进行求解。通过实际算例,计算用户响应改进后分时电价机制前后的削峰量和填谷量,验证所设计的分时电价机制可以降低用户用电成本,并有效转移电网高峰时段负荷,缓解时段性、季节性的供电压力问题。