基于源荷互动的储能分层规划方法

随着新能源渗透率不断增加,储能成为源、网、荷各侧平抑功率波动的重要灵活性调节资源。当前电力系统由“源随荷动”衍变为“源荷互动”,储能的规划难度进一步加大。针对如何提高储能规划的准确性,首先分析了传统储能容量规划方法的不足之处;探讨了基于源荷互动的储能分层规划模型的建模机理及框架;其次构建了储能全寿命周期经济性优化模型,并提出了一种基于源荷互动的结构化分层规划方法;最后基于该方法开发了规划软件,通过实际算例验证了所提方法,可实现精细建模与准确规划。

考虑源荷互动的综合能源系统多目标双层规划

随着综合能源系统建设的不断推进,传统的“源随荷动”模式转向“源荷互动”已成为发展趋势。为此,提出了一种考虑源荷互动的综合能源系统多目标双层规划方法。首先,引入电–热–冷可中断负荷和可转移负荷参与综合需求响应,并制定了一种基于新能源发电与等效负荷相匹配的动态定价策略。然后,构建了含电动汽车充电站的综合能源系统多目标双层规划与运行模型,在上层规划模型中以经济成本、碳排放量、自主性为目标,在下层模型中以综合能源系统和电动汽车充电站的总运行成本最小为目标。最后,利用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)算法和商业求解器CPLEX求解获得Pareto前沿解集,并利用Topsis法选择最优解。算例表明,该方法可以有效降低经济性成本、减少碳排放量、提高系统自主性。

基于互联网技术的源荷互动配电网规划模式

高比例可再生能源接入电网带来大量不确定性因素,传统确定性规划方式将导致系统设备利用率低、弃风弃光严重等问题。基于互联网建立全面、实时和共享的规划数据体系,实现电源侧和负荷侧双方信息透明交互,从而避免规划的盲目性。计及源荷特性进行概率建模,运用多场景分析模拟源荷间不确定性,基于改进M-K聚类算法确定源荷典型场景。构建上层以规划综合成本最低为目标,下层从经济、技术和安全三个角度进行优化的双层规划模型,应用免疫遗传算法进行求解。最后通过对配电网区域和整体算例进行比较验证,结果表明基于互联网技术的规划模式能有效降低电网容载比和规划综合成本,同时减少弃风弃光现象。

考虑需求响应不确定性的多时间尺度源荷互动决策方法

将需求响应(DR)不确定性引起的偏差区间的变化规律,应用于基于消费者心理学原理的价格型DR行为建模。基于多时间尺度决策的视角并考虑用户响应的偏差,设计了一种刚性约束和弹性约束相结合的激励型DR机制。考虑源、荷两侧资源的不确定性,将价格型和激励型DR与常规机组、风电、紧急调峰资源在不同时间尺度上进行优化配置,构建了日前—日内时间尺度的源荷互动决策模型,并根据不确定规划理论和混合整数规划方法进行求解。算例分析验证了决策建模的有效性,通过不同资源种类以及不同时间尺度上的决策优化,增强了源荷互动的效果。

基于电转气技术的核电调峰源荷互动优化调度方法

随着核电并网容量的增加以及电网负荷峰谷差的增大,核电机组参与系统调峰的需求愈发迫切。针对此问题,提出了一种面向核电调峰的源荷互动优化调度方法。利用具有可移峰特性的P2G负荷以及燃气轮机共同作为可调度资源融入调度模型,将负荷低谷时核电参与的系统调峰量转化为天然气存储于气网,在负荷高峰燃气轮机将此部分能量送回电网,实现源荷互动。给出了引入信息素动态更新以及启发因子动态增强的改进蚁群算法,该算法有效改善解的质量并减少迭代次数。以IEEE30节点系统为算例对所提出的模型与方法进行了验证。结果表明,该调度模型在节约成本、增加核电运行安全性、提高清洁能源的出力和增加电网调度的灵活性等方面具有明显优势。

考虑负荷聚集商参与的源荷互动双层优化模型

需求响应的实施需要对负荷侧资源进行有效整合和合理管理,负荷聚集商作为其他电力系统参与者与需求响应资源之间的新兴中介,可参与电力系统源荷互动的实现。针对目前主网调度负荷侧资源存在障碍的问题,提出以负荷聚集商安排负荷削减合同的方式参与需求响应,上层以系统综合调度成本最低为优化目标,下层在分析主动负荷用电特性的基础上制定负荷削减合同作为负荷聚集商的调用对象,以此构建源荷互动双层优化模型进行算例仿真。结果验证了负荷聚集商的参与能降低发电机组的启停费用,在兼顾各方利益的同时有利于系统削峰填谷及经济效益最优的实现。

面向源荷互动的建筑电网数据共享现状与展望

数字技术与能源融合构建是推动绿色低碳技术攻关的重要工具,而数据共享则是促进产业深度融合、推动全链条创新的关键抓手。在未来新型电力系统中,基于数据共享的源荷互动有望成为助推智能电网和建筑能源系统低碳转型发展的关键环节。如何有效协同建筑等用户侧与电力系统,实现供需两侧数据的有效互通,是迫切需要探索的核心问题。本文针对当前建筑等用户侧与电力系统供给侧之间的电力数据共享现状及发展趋势进行了研究。首先,调查了建筑供、需两侧对用电数据的监测与应用现状。接着,对当前建筑与电网的互动模式与机制进行了详细综述。最后,结合未来发展需求,提出了相关发展趋势及政策建议,旨在为建筑能源系统的低碳发展及建筑更好地融入整个低碳能源系统提供有益参考。

考虑省间交易与源荷互动协调的新能源消纳机制

为解决因新能源迅速发展和电网调峰能力不足所引发的新能源消纳问题,提出了一种考虑月度省间交易与源荷互动协调的新能源消纳优化模型。首先,从交易上报、出清、结算分摊3个角度,设计了用户参与新能源消纳的省间交易机制。其次,综合考虑电价因素与社会因素对用户需求响应能力的影响,提出一种考虑社会环境因素的用户需求响应模型。然后,精细化考虑电力用户的需求响应参与度、需求响应能力以及机组的出力限制等因素,提出一种促进新能源消纳的中长期源荷协同的双层优化模型。以某省电网为例进行分析,结果表明该模型可以有效提升新能源的消纳,实现电网公司、新能源厂商、用户的共同盈利。

基于负荷参与的源荷互动调峰多目标优化方法

大规模风电并网后,外送通道狭窄以及常规电源调峰能力不足导致弃风问题严重,为此,需要寻求提高风电消纳能力的新途径。分析了高载能负荷、电热锅炉和电动汽车负荷的可调节特性,基于各类负荷的可调节能力,建立以消纳风电最大和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型,并采用改进遗传算法进行求解。通过算例验证了调峰优化方法的可行性与有效性。

考虑源荷互动的综合能源社区分布式优化

随着能源市场的改革,社区综合能源系统各主体的分布式自治特征愈发明显,对传统集中式模式的计算和通信能力提出了挑战。考虑柔性负荷通过智能楼宇接入综合能源社区,形成分布式源荷互动模式,提出了基于目标级联分析理论的分布式优化调度模型。首先,将综合能源服务商和智能楼宇作为不同利益主体,以运行成本最低为目标,建立各自的优化自治模型。其次,引入目标级联分析方法,通过将购电功率等效为虚拟发电机与虚拟负荷实现不同主体间运行的解耦。最后,通过算例验证了所提方法的有效性,为综合能源社区运行提供了更为经济的运行方案。

考虑源荷互动的电力系统多目标优化调度

提出了一种考虑需求侧响应不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先基于价格弹性系数矩阵,考虑其不确定性,构建计及需求侧间接控制的电力系统优化调度模型,该模型以社会福利最大为优化目标,同时考虑系统的实际运行约束;然后,针对模型求解复杂度高的问题,提出了一种不确定性的序优化算法对模型进行求解。基于IEEE30节点算例的仿真结果表明,对提出的调度方法,由于充分考虑了源荷侧调度资源的不确定性,可以有效提升系统的运行效益,提升其精细化水平。

基于概率潮流的电动汽车充放电负荷参与源荷互动策略

伴随着大规模电动汽车和可再生能源发电接入主动配电网,给电网带来诸多不确定性因素,给系统稳定运行造成一定影响。为了应对风电的波动性,研究提出通过价格信号引导电动汽车有序充放电的调度策略。研究首先,建立以电网调度成本期望值最小为目标函数,以调度电动汽车充放电负荷平抑风电波动为约束条件的源荷互动模型,采用粒子群算法求解最优电价下的充放电负荷;然后,计及电动汽车充放电负荷响应风电波动的不确定性,分析电动汽车充放电负荷不确定性对配电网潮流的影响,采用半不变量法计算主动配电网概率潮流;最后用34节点算例进行仿真验证。仿真结果表明,基于源荷互动的有序充放电策略,能够平衡风电功率波动,改善配网电压的波动水平,有利于提高系统运行的稳定性。

计及源荷互动的微电网调度管理综述

传统微电网能源管理策略中,电源侧被动跟随用电变化,负荷侧呈现刚性。柔性负荷能够通过改变自身用电行为调整负荷曲线,是发电调度的补充。通过介绍微电网调度策略发展前景引出源荷互动概念,根据调度模式和响应特性对柔性负荷进行分类,阐述了“源荷互动”在微电网日前和日内调度策略中的实现方式,重点介绍其调度模型的构建与求解,并与传统微电网调度策略进行比较。

考虑源荷互动的主动配电网两层优化调度

针对主动配电网中清洁能源消纳率低、负荷侧资源调度不足的问题,提出了一种包含负荷层和主动配网层的两层优化调度模型。负荷层首先根据负荷参与调度的形式不同分类建模,然后通过源荷协调互动调整柔性负荷用电时序及清洁能源的出力;主动配网层则依据分时电价优化系统的综合运行成本,提出禁忌-细胞膜优化算法对模型求解。通过算例对比分析了分层、分类负荷前后三种方案下优化调度的结果,证明了提出的优化调度模型在配网系统经济运行的前提下,可以有效提高清洁能源的消纳率,进一步降低负荷峰谷差,同时验证了算法的有效性。

考虑源荷互动的电力系统随机碳流优化

风光等新能源出力的不确定性使得电源侧的碳排放难以准确追踪量化,可调度负荷的参与将进一步增加碳排放优化的复杂度。为此,该文提出一种源荷互动下的随机碳流优化方法。首先,结合风电、光伏以及可调度负荷的工作特性,从隶属度函数以及距离函数的角度出发改进模糊C均值聚类法,高效合理聚合出随机环境下电网的随机出力场景集;然后,基于碳排放流理论,建立考虑网损的增量碳流网络模型,实现在源荷出力随机波动过程中及时快速地追踪碳流的变化;最后,兼顾经济性、环保性和用户满意度,建立多目标的阶梯式节点边际碳排放模型,提出边际碳参数代替平均碳排放因子,精细量化负荷侧的碳减排潜力。通过算例仿真验证该文所提源荷互动优化方法的优越性。相较于传统碳流理论调度方法,其综合成本降低2.50%,碳排放量减少7.11%。

计及低碳响应的综合能源系统多时间尺度源-荷互动优化调度

为实现综合能源系统安全、灵活、低碳运行,提出一种计及低碳响应的源-荷互动优化调度策略,并在日前、日内等多时间尺度上进行研究。首先,基于综合能源系统的供能结构和多能互补关系,建立包含需求响应负荷和储能设备的混合能源集线器模型;其次,制定面向约时、实时响应负荷的需求响应策略,通过源、荷两侧共享调度信息,实现基于低碳响应的源-荷互动;引入碳排放均摊成本,以经济性、碳排放、用户舒适度为优化目标进行日前优化调度,并基于日前计划开展日内滚动和日内实时调度。仿真结果表明,该策略能充分挖掘源、荷两侧资源的调度潜力,缓解新能源消纳问题,为综合能源系统经济、低碳调度提供参考。

“源-网-荷-储”互动下适应多元主体需求的灵活性交易机制研究

“源−网−荷−储”互动模式下,不同类型的电力资源得以相互结合,突破了电力生产消费的流通壁垒,在主体类型、交易品种、组织方式、出清方法等方面都发生了较大变化。源网荷储互动要求多能源、多主体同台竞价,不同市场主体的物理经济特性和交易需求对现有交易机制提出了巨大挑战,传统分时出清模型难以兼顾各方诉求,交易品种及申报方式缺乏灵活性,难以真正发挥互动特性,因此,亟需设计更加多样、灵活的市场化竞争机制。首先从“源−网−荷−储”互动模式理念出发,分析其发展的关键因素,然后对“源−网−荷−储”互动模式下的电力资源特性进行分析,总结多元主体的交易特性。基于此,对交易机制进行设计,提供满足多元主体需求的灵活性交易机制,并构建市场出清模型。最后通过算例分析验证了所提市场机制的有效性,为“源−网−荷−储”互动模式发展提供借鉴参考。

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效提高新型电力系统运行的稳定性和安全性。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法。该方法从负荷需求侧响应出发,基于市场实时电价信息,以负荷转移成本和用户购电成本为基础,提出基于价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。

基于功率增量成本一致的源荷智能互动分布式协调控制

为了进一步促进配电网内分布式电源和用电负荷的交互作用,在分布式算法的基础上提出了一种基于功率增量成本一致的源荷智能互动分布式协调优化控制方法。首先,构建了包含分布式控制的配电网分层通信架构,并以区域发电成本最优为目标提出了领导者节点和邻居节点控制策略;然后,建立各发电节点的功率增量成本模型,运用一致性算法实现了配电网内部功率的优化分配;最后,通过负荷突增和负荷投切两种不同场景的仿真分析,验证了所提协调控制方法能满足配网内源荷智能互动平衡,使整体经济利益最优。结果表明与对比方法相比,该文方法具有更快的迭代更新速度和更好的经济以及动态控制性能。

考虑源网荷储互动的台区峰谷负荷平衡方法研究

针对低压台区峰谷负荷平衡控制过程中供电效能耗损量较大、峰谷差率较高的问题,提出考虑源网荷储深度互动的低压台区峰谷负荷平衡方法。分析源网负荷深度互动,并构建相应的影响模型。选择低压台区峰谷负荷平衡电气参数,得到低压台区理论控制模型。根据多目标函数求解方法,设定峰谷负荷平衡目标函数与约束条件。利用变压器构建低压台区源网荷储平衡调整枢纽,实现低压台区峰谷负荷平衡。试验结果证明:此方法应用后供电效能耗损量较低,且供电单元的峰谷差率及负荷率也有所降低。该方法具有较高的应用价值,能够确保电力系统的平稳运行。