虚拟电厂两阶段准线型需求响应优化及收益共享-风险共担决策方法

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线型需求响应这一新兴的响应模式,重点研究VPP内部分散式资源的利益-风险互动协调策略,提出面向准线型DR的VPP两阶段优化及收益共享-风险共担决策方法,构建VPP与电网、内部用户互动协调新模式。首先,在准线型激励下VPP以整体收益最大化为目标,考虑柔性负荷响应积极度与新能源准确度因子,进行日前-日内两阶段DR优化;其次,在收益共享-风险共担决策方法下,VPP与柔性负荷共享准线型激励、与新能源共担不确定性风险,并以改进的Shapley法对内部柔性负荷进行利益分配。仿真结果表明,相较于传统DR,准线型DR给出全时段响应目标,更具有优越性;共享-共担决策吸引柔性负荷参与VPP调节,促使VPP与用户双赢。

计及需求响应的虚拟电厂日前市场交易策略研究

虚拟电厂作为分布式资源的聚合体,可以参与电能量市场与调峰市场交易。提出一种虚拟电厂参与能量与调峰市场的交易策略。首先,构建虚拟电厂参与能量与调峰市场的交易框架。然后,构建了柔性负荷的能量-调峰响应模型,并针对柔性负荷中的可转移负荷提出一种计及峰谷转移偏差的阶梯型补偿需求响应机制,目的在于引导可转移负荷参与需求响应的同时提高虚拟电厂在调峰市场中的收益。最后,构建虚拟电厂与柔性负荷之间的主从博弈模型,采用粒子群算法与Gurobi相结合的方法求解虚拟电厂利润与柔性负荷用电成本的纳什均衡。算例表明,所提需求响应机制能够充分挖掘可转移负荷的响应潜力,并增加虚拟电厂在日前市场中的利润。

基于一维卷积和图神经网络的配电网故障区段定位方法

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和图神经网络(graph neural network,GNN)的配电网故障区段定位方法。该方法将配电网原始信息与GNN等深度学习算法相结合进行建模。首先利用基于注意力的时空图卷积网络从不同的时空尺度上对遥测数据进行故障特征提取,使用图注意力网络来融合多源遥信数据。然后,利用1D-CNN来调整特征输出维度以实现节点特征到故障支路的映射。最后,通过增设全连接网络来输出故障区段定位结果。依托于Matlab/Simulink平台搭建10 kV中性点不接地配电网系统进行仿真和测试。结果表明,所提方法具有优越的定位性能,能够灵活适用于各类低、中、高阻性接地故障场景,对系统拓扑变动具有强大的泛化能力以及对故障数据不完备的鲁棒性好。

基于深度学习的城市配电网多级动态重构决策方法

多级动态重构技术相比于传统全局重构技术更适合用以改善大规模城市配电网的运行经济性,但是随之而来的重构级别识别又成了新问题。由此,该文依托现有的多级动态重构数学模型,提出一种基于深度学习算法的城市配电网多级动态重构决策方法,可跨过级别识别过程直接实现输入净负荷数据与最优重构决策方案之间的非线性映射。建立了将特征空间注意力机制、时间序列注意力机制、卷积神经网络与门控循环单元相结合的组合神经网络,针对城市配电网净负荷数据时空分布不均衡的特性,采用特征空间注意力机制与卷积神经网络对整个配电网的净负荷数据进行空间特征的学习以感知其高维特征空间的潜在联系。接着采用门控循环单元与时间序列注意力机制来充分挖掘净负荷数据在长时间尺度下的时序特征,提取其在时间分布上的不平衡特征,充分训练所提组合神经网络以拟合现有数学模型。最后,通过实际的145节点系统、IEEE 33节点系统、PG&E 69节点系统进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

考虑分布式电源支撑与农业设施协调的配电网分布鲁棒优化

传统农业集中式用电会给农村配电网带来线路过载、电压越限等安全性问题。随着大规模分布式电源接入农村配电网,农业设施用电规律与光伏出力的不平衡现象也会加剧配电网的弃光和失负荷。在此背景下,提出考虑分布式电源支撑与农业设施协调的配电网分布鲁棒优化模型。配电网考虑到自身的安全(电压偏移)、经济(弃光量、失负荷量、网络损耗)目标,根据弃光率制定有效的电价补偿策略,与拥有大量灵活性农业设施资源的农业园区进行互动,引导农业园区改变自身灌溉、生产用电策略,进一步优化线路负荷。此外,考虑到实际光照强度的波动会导致光伏出力、农户满意度系数存在不确定性,分别使用基于多离散场景的分布鲁棒方法和随机优化方法,将二者的不确定性融入优化模型中并进行迭代求解。最后,在修改后的75节点系统上进行算例验证,表明所提模型在优化多种农业负荷的同时,能够有效提升配电网的经济性和安全性。