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.

“双碳”目标下民用建筑用户侧储能应用展望与策略

探索“双碳”目标下民用建筑用户侧储能应用前景和应用策略,分析建筑用户侧储能安全性等问题,探讨建筑光储直柔、储能创新技术的推广应用,并提出利用用户侧储能构建多样性自备电源的策略。

用户侧重力-蓄电池混合储能系统配置优化与效益分析

现有的用户侧储能以蓄电池储能为主,手段较为单一,回收不当对环境也会造成危害;同时用电高峰期峰谷差较大,这既提升了用户用电成本,也给电网的稳定运行带来了挑战。针对此问题,建立了重力储能的充放电模型,并在此基础上提出一种应用蓄电池与重力储能相结合的混合储能模型。首先以功率、容量和寿命等变量为条件对该模型进行了适当的约束。下一步以用户综合收益最高为目标函数利用量子粒子群优化算法对模型进行配置寻优。然后得出了混合储能最优的功率、容量配置。在MATLAB 2021b软件环境下,使用江苏省南京市用户侧智能电能表实际负荷数据算例进行分析,最后可以得出混合储能系统及其优化方案可以减小用户侧用电峰谷差,并且使用户侧用电成本有所降低的结论,验证了其合理性与经济性。

基于5G行业虚拟专网的海量可调节用户侧资源互动方案

为满足新型电力系统建设的需要,应对电力行业用户侧资源的不断扩张和结构变化,需要用户侧资源在互动时具有广连接、低时延的特点。基于上述问题,对当前用户侧可调节资源的需求进行了分析,结合5G行业虚拟专网的优势,给出了5G行业虚拟专网应用于用户侧资源互动领域的可行性,提出了基于5G虚拟专网的资源互动方案,通过虚拟专网配合柔性网络切片技术,实现对海量可调节用户侧资源的分区管理,从而支撑低时延、高质量和高安全性的可调节用户侧资源互动。

HGU用户侧接口流量信息传输方法仿真

由于连接不同用户的侧接口过多,导致接口流量信息分配不均衡,造成信息传输时长较长、丢包率高等问题。为解决上述问题,提出HGU用户侧接口流量信息传输方法。通过对家庭网关单元(Home Gateway Unit,HGU)用户侧接口构建无向图和冲突图,确定流量信息传输距离以及各传输链路之间是否互相干扰;以链路流量模型为基础构建业务模型,得到传输链路负载率;在粒子群优化算法中,利用适应度函数更新粒子的位置坐标,实现合理分配网络流量,实现最大效率的传输。实验结果表明,所提方法网络时延始终保持在0.10s以下,整体丢包率控制在30%-45%之间,且具有较高的吞吐量。

基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法

推进用户侧分布式光储一体化发展是提高新型电力系统新能源消纳能力的重要举措。然而,储能高昂的投资成本阻碍了用户侧光储系统的推广进程,亟需合理的储能容量优化配置方案为用户提供更加理性的决策依据,以提升系统经济性和环境友好性。现有容量规划方法往往基于典型场景进行储能运行模拟,未考虑全年每个典型场景之间的功率波动特征以及某些极端场景对于容量配置结果的影响,难以保证规划结果的准确性。为此,文中提出了一种基于场景线性化重塑的用户侧储能容量高效规划方法。首先,以聚类结果中的典型场景为基,通过最小二乘法近似地线性表示全年中的极端场景;其次,将场景线性化结果嵌入储能全年运行约束中,并通过重新构造决策变量来减小优化问题的规模;最后,通过实际算例分析了用户侧配置储能的经济效益,并将所提出的规划方法与已有方法进行仿真结果对比。结果表明,所提出的规划方法能够减小精确模型运行所需的决策变量规模,在提升计算效率的同时取得比已有近似方法更准确的规划结果。

考虑多运行场景的城市电网用户侧储能需求评估方法

在城市电网中配置用户侧储能是解决可再生能源消纳能力不足、局部过载等运行问题的有效途径之一。因此,提出了一种考虑多运行场景的城市电网储能需求评估方法。通过出现频率与危害性来量化城市电网不同场景间的权重构成,选取正常运行、可再生能源消纳不足、局部过载场景构建城市电网用户侧储能需求评估模型。使用浙江省某区域城市电网37节点模型进行算例分析,结果表明该方法能够有效地评估城市电网用户侧储能需求,提高用户侧储能在不同运行场景下的复用率,与单运行场景储能需求评估方法相比,能够显著减少城市电网的用户侧储能总需求,并节约其投资与运行成本。

考虑能量-调频辅助服务下的用户侧储能经济运行策略

目前用户侧储能的投资回报期一般长达6~7年。为进一步提升用户侧储能经济运行收益,提出一种电能量和调频辅助服务市场规则下的经济运行策略。首先综合考虑峰谷价差套利和参与调频建立用户侧储能经济收益模型;其次,分析电力用户生产运行需求并建立用户侧储能运行约束;基于此,提出用户侧储能的两阶段经济运行策略,在日前给出用户侧储能最优调频容量申报量,在日内基于改进直接前瞻方法滚动优化用户侧储能充放电功率,提高整体运行经济性。最后,仿真结果表明所提策略能够有效提高用户侧储能运行经济性。

用户侧储能两电平换流器开关管开路故障诊断

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关管开路故障机理研究基础上,提出了基于扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)与宽度学习系统(broad learning system,BLS)的开关管开路故障诊断方法。该方法通过EKF动态提取故障谐波的特征,BLS识别特征并诊断故障。通过仿真与实验证明在0.2~3(标幺值)的负载波动、5%~10%的系统谐波与±0.5 Hz频率偏移等配电网常见扰动下,单管开路故障与双管开路故障准确诊断与定位的准确率为100%,为用户侧储能系统监测提供有效支持。

考虑碳排放约束的用户侧综合能源系统规划

为明晰碳排放约束对用户侧综合能源系统规划的影响及其供能优越性,提出了一种考虑碳排放约束的用户侧综合能源系统规划模型。在构建用户侧综合能源系统和常规分供式系统的结构框架基础上,考虑投资容量、设备运行、能量平衡与碳排放强度等约束,建立以全寿命周期经济成本最小为优化目标的用户侧综合能源系统规划模型并分别对3种建筑负荷情景进行算例分析。结果表明,碳排放约束强度对用户侧综合能源系统的设备容量、经济成本和能源性能影响均较大;与常规分供式系统相比,用户侧综合能源系统更具经济节约、环境友好和节能高效的优势。

考虑低碳需求响应的用户侧储能模式分析与优化

在低碳减排政策背景下,储能模式优化成为电力系统的核心问题。从低碳发展视角来看,用户侧储能模式在新能源开发、电力系统供需平衡中发挥着重要作用。首先论述用户侧储能在峰谷价差套利、需量电费管理、需求响应等层面的商业价值,其次结合实例分析租赁模式、共享模式、虚拟电厂模式及社区储能模式的优缺点,最后提出了用户侧储能模式可向储能服务优化、电池共享、多点聚合等方向发展,为电力市场可持续发展提供参考。

基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法

为解决现有配网用户侧负荷态势感知方法感知误差大的问题,提出了基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法。分析了配网用户侧负荷异常情况,筛选出零电量用户,构建人工智能技术负荷态势感知模型,对负荷群态势进行量化分析。使用机器学习方法划分负荷空域集合,计算每一个集合的异常得分,使用雷达图法评估零电量电力用户异常程度。以态势负荷时间序列能量值为基准进行归一化处理,结合Fisher判别法对待感知态势进行动态预测,获取态势感知类别。实验结果表明,该方法与实际最高感知负荷相差0.05 MW,最高感知误差为0.20,说明使用该技术能够得到精准的感知结果。

考虑场景缩减和动态寿命的用户侧新能源配储研究

为解决用户侧新能源合理配储问题,提出了储能应用场景缩减方法,以及考虑储能动态寿命年的大工业用户储能优化配置方法。采用K-means聚类算法对历时一年新能源出力和负荷数据进行场景缩减;考虑储能动态寿命的储能设备投资与运行维护等年值成本,以大电网交易年成本之和最小为目标函数,在系统功率平衡、储能运行要求等约束条件下,实现场景缩减下的储能最优配置求解。对双峰型、单峰型、平稳型三类大工业用户进行算例仿真,结果表明所提新能源配储决策方法有效,且平稳型用户的经济性最优;现行政策配储比例对同一类型大工业用户用电总年成本的影响不大;对影响总用电成本的因素进行敏感性分析,得出了一些对用户侧新能源配储有益的结论。

面向新型电力系统的用户侧标准化计量箱的研究与应用

随着新型电力系统的不断发展和智能化电网技术的日益成熟,用户侧的能源计量管理变得越来越重要。传统的电能计量箱已难以满足新型电力系统对于计量精准度、数据采集和通信能力的更高要求。文章针对这一问题,提出了一种面向新型电力系统的用户侧标准化计量箱设计方案。该方案基于物联网技术和智能电网通信协议,实现了高精度计量、远程数据传输和双向通信功能。

分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法

为提高调峰速率,提出分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法。确定调峰控制约束参数,设置侧负荷参与电网调峰调度目标函数,设计削峰填谷优化调度控制,实现侧负荷参与电网调峰控制。实验结果表明,该方法能够更好地应对电力负荷的波动,增强电网的稳定性和可靠性。

考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能优化配置策略

在新能源场站、电网和用户侧配置储能有助于新型电力系统的安全经济运行,目前大多针对某侧储能需求独立考虑配置方案。忽略各侧储能的相互支援能力与共享空间,易造成社会储能资源浪费和储能投资回报率降低。为此,该文基于新能源场站、电网和用户侧独立储能的收益模式分析,讨论各侧储能的容量共享能力,并提出新能源-电网-用户侧储能的容量共享机制。进一步提出考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能配置双层优化模型,上层为长周期储能优化配置模型,下层为计及容量共享的短周期储能优化调度模型。建立计及容量共享的三侧储能配置方案优化求解方法。通过算例验证表明,该文所提方法可以实现系统各侧储能的共享、协同配置,从而有效提高各侧储能的容量利用率,避免系统中储能的冗余配置。

用户侧电力需求响应控制系统设计

为提升电力需求响应控制效果,设计基于区块链技术的用户侧电力需求响应控制系统。利用网关节点采集负荷数据,将数据传输至能源区块链中。将区块链技术应用到数据层进行分布式信息的获取和保存。利用基于数据分割的多级加密机制,处理负荷数据。采用需求响应聚合商模块读取能源区块链内存储的数据,制定电力需求响应合同内的响应起止时间与响应负荷等数据。利用网关读取电力需求响应合同内的数据,创新性地按照智能家电动态优先级执行控制算法,制定用户侧电力需求响应控制方案,以实时控制设备运行状态,从而完成用户侧电力需求响应控制。试验结果表明:该系统加密数据时的吞吐量稳定在0.61 Gbit/s。该系统可有效控制用户侧电力需求响应,降低用户的负荷功率。

面向用户侧不同用电群体的低碳运行用电策略

“双碳”目标的持续推进对用户侧能源消费提出了新的要求,传统用电方式将逐渐向低碳化、清洁化发展。为了应对用户的低碳用电需求,提出一种面向用户侧不同用电群体的低碳运行用电策略。首先,分析用户用电行为特征,结合有损网络的碳排放流理论,构建低碳运行用电策略模型,并制定经济性评价指标。其次,依据节点碳势变化特性,采用蚁狮优化算法对模型进行求解,准确获取不同用户的低碳用电策略。最后,采用IEEE14节点系统对所提模型及方法进行仿真分析,进一步验证所提低碳运行用电策略的有效性。

基于随机森林的配网用户侧负荷态势智能感知

配网用户侧负荷态势感知时受不可信数据的影响,造成能量失衡,影响负荷感知结果精度。为了保证配网用户安全用电,结合随机森林方法进行配网用户侧负荷态势智能感知。采用随机节点构造多个决策树,通过简单随机抽样法从基于随机森林的负荷态势智能感知模型中获取多个决策结果。构建负荷态势划分依据函数,划分负荷态势类别。量化处理异构负荷态势,保持能量守恒,避免影响感知结果。利用迭代搜索方法分解负荷时间序列,结合随机森林感知方法对用户侧负荷态势进行智能感知。由实验结果可知,该方法与负荷统计结果只存在最大为2 kW·h的误差,具有精准的感知效果。

电力物联网用户侧负荷数据动态R-树匹配方法

电力物联网用户侧负荷数据维度较大,导致数据匹配延时时间过长,为了解决上述问题,基于动态R-树实现电力物联网用户侧负荷数据动态匹配。建立负荷计算模型,分析负荷历史运行信息,实现数据检测。通过归一化函数完成归一化处理,提取动态特征,构建动态R-树,确定匹配机制,根据矩阵计算函数完成压缩处理,利用动态匹配算法更新集对R-树内部结构进一步加以修改,在清除矩形之前,利用叶结点的Hash索引得到R-树匹配矩阵,使用Hash搜索准确地找到目标矩形,增强分布与交互仿真中的实时性,实现用户侧负荷数据动态匹配。实验结果表明,研究的动态R-树匹配方法在数据插入、数据匹配、数据维护过程中的延时时间低于48ms,实时性较好。