基于能源细胞-组织架构的区域能源网需求响应研究挑战与展望

在能源互联网趋势下,区域能源网需求响应的研究对消纳可再生能源、实现供需平衡、增强电网灵活性与可靠性具有重要意义。围绕区域能源系统需求侧规划与运行优化这一主题,基于能源细胞-组织架构,从能源细胞内部、细胞间、细胞-组织间3个层次切入,具体分析了以微网、多微网为代表的需求侧负荷用户建模、能源管理规划、运行优化方式、信息能源耦合互动交流、电力市场配置等研究现状。然后结合数据处理和智能决策前沿技术,从预测、规划决策、市场机制三方面对区域能源系统需求响应的关键技术进行归纳。最后从实施规模、社会、经济、信息方面对区域能源网需求响应发展进行了展望。

基于多智能体系统的多区域互联分布式潮流算法

针对多区域间潮流计算存在数据难以共享及数据隐私问题,提出一种基于多智能体系统(MAS)的多区域互联分布式潮流算法。首先,介绍基于MAS的多区域分布式潮流计算框架,并给出一种考虑数据保护的各级多智能体协调互动方式。然后基于主网、区域管理(包括外层管理智能体和内层管理智能体)两级多智能体结构,利用改进迭代投影搜索法构建分布式潮流内外层双重迭代算法,以实现多区域间通信少量非重要信息,各区域内指数快速收敛的目标。最后,分别以6节点、30节点、118节点系统为测试系统,并与集中式算法进行比较分析,验证所提算法的有效性和可拓展性。

设计导向下的结构拓扑优化研究

提出一种以设计需求构型为导向的拓扑优化方法,以降低优化结果构型的随机性,提高其工程实践应用能力。首先基于SIMP变密度法,构造合理的修正函数,建立设计导向下的结构拓扑优化模型。模型通过在迭代步中对单元伪密度的调整,实现对最终拓扑构型的局部控制,在优化结构性能的基础上将拓扑构型向设计需求方向引导。最后通过经典拓扑优化算例与油船板架实例验证模型可行性。计算结果表明,设计导向下的结构拓扑优化模型可以为结构设计提供更具体、可行的方案。

电力市场改革下大用户购电电量交易模型

电力市场改革下售电侧的开放促进电力市场主体的多向性选择,以大用户直购电为代表的方式对促进电力市场的发展具有重要意义。首先分析大用户在现货市场、远期合约市场、期权市场及自备电厂的购电成本,建立用户交易模型。接着提出考虑风险效用与风险偏好的用户电量交易模型,以风险规避系数表示用户承受风险的能力。最后,以大用户制定未来一个月购电策略为算例,对所构建的大用户购电电量交易模型进行验证。

计及新能源及负荷不确定性的多能微网系统两阶段随机规划方法

以电-热-气多能微网系统为研究对象,针对新能源与负荷的不确定性,提出基于分位数梯度提升决策树(quantile gradient boosting regression tree,QGBRT)的分位点-置信区间预测方法,并结合机会约束规划处理不确定性,在此基础上建立了基于能源集线器的日前两阶段随机规划调度优化模型,以置信区间形式,从统计层面反映机组可调控裕度,为日内和实时调度提供可信度参考。其中,QGBRT分位点-置信区间预测方法采用描述不确定性量的Pinball函数为损失函数,预测结果作为机会约束规划的约束信息输入。同时为了充分利用日前不断更新的信息,以及缓和日内调度计划制定的压力,日前第一阶段根据已发布信息,确定微网各设备的启停状态与交易能量状态量,日前第二阶段利用更新的信息,在第一阶段的基础上调整优化设备出力,实现日前的精准优化调度,以适用于实际调度。最后以一个典型的含多能微网系统的居民区为例,验证了所提考虑不确定性的两阶段随机规划方法的有效性与经济性。