考虑需求响应及不确定性的综合能源优化调度

如何在区域综合能源系统中建立有效的需求侧模型,对于需求响应政策的实施至关重要。为提高用户参与需求响应积极性,引入实时定价机制,同时考虑系统的经济低碳性和电气热用户的用能满意度,构建兼顾系统和用户利益的综合需求响应主从博弈模型。针对用户参与需求响应的不确定性,引入贝叶斯方法更新负荷曲线。算例分析表明,所提博弈模型及贝叶斯方法能够有效平衡系统和用户之间的利益,提高了综合需求响应的可靠性。

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.

基于时变价格弹性矩阵的深谷电价多目标定价策略

随着碳中和、碳达峰目标的提出,构建高比例新能源的新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态,由此导致的高比例新能源渗透使系统净负荷曲线呈现剧烈的波动性和显著的深谷特征,对电力系统安全运行以及供需平衡提出了新挑战。为此,提出了一种基于时变价格弹性矩阵的需求侧深谷电价多目标定价模型。首先,确立基于模糊隶属度的深谷时段划分方法,并利用贝叶斯判别法对时段划分结果进行合理性评估。其次,针对用户需求响应的动态性,建立具有时变特征的价格弹性矩阵模型衡量用户的响应程度。最后,以用户满意度和系统峰谷差作为待优化的两个目标,建立多目标混合整数规划的深谷电价定价模型,并用非支配排序遗传算法求解模型并得到其Pareto最优解。为了检验所提模型的有效性,将其应用于中国华东地区某省的实际场景进行仿真分析。结果表明,上述模型可在高比例新能源渗透情景下降低峰谷差,促进用户用电行为向深谷时段转移,缓解电力系统在深谷时段的运行压力。

考虑异方差性的城市电网电动汽车充电负荷预测

随着电动汽车渗透率的上升,充电设施和充电负荷将成为城市电网发展的关键增长点。然而,大量电动汽车集中充电导致负荷波动剧烈,并加剧了负荷序列的异方差性。为此,提出了一种考虑异方差性的电动汽车充电负荷预测模型。首先,通过图形检测法识别评估充电负荷序列的异方差性,综合负荷变化趋势分析可能导致异方差的原因;其次,通过时间序列分解剥离原始序列中的异方差,挖掘负荷分量与气候、温度的关联关系;最后,构建针对异方差性的中长期充电负荷预测框架,融合长序列预测模型,对负荷进行分解与重构。仿真结果表明,所提模型提高了负荷预测的准确性,为城市电网的合理规划与稳定运行提供了重要支持。

夏季尖峰电价启动条件优化研究

分时电价是电力系统开展需求响应、削减夏季空调负荷所造成负荷尖峰的重要手段。为协调各方利益、达成削峰填谷和压减电网尖峰负荷的目的,需要挖掘分析用户用电数据,优化分时电价的实施方案。提出基于余弦相似度的用户需求响应参与度的峰段负荷转移系数指标。应用该指标分行业地进行某省会电网峰段负荷转移评估,发现除充换电等行业响应积极外,大量行业用户因行业和负荷特性等原因难以参与需求响应。针对在整个夏季启动尖峰电价将会增大实体企业用电成本的问题,结合历史气象和负荷数据进行夏季尖峰电价日启动条件设置分析,发现将气温在35℃及以上的工作日设置为尖峰电价日,可在精准削减尖峰负荷的同时明显降低用户用能成本。

基于需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度

随着我国不断加快新型电力系统建设,风电、光伏等越来越多的分布式资源大规模并网,但其随机性、波动性及分散性的特点给电力系统带来了多重不确定性。提出了一种考虑价格型需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度方法,在日内调度模型中引入用户价格型需求响应,对用户负荷进行精准调控;采用基于蒙特卡罗与曼哈顿概率距离的场景生成与削减法处理风光出力、电价不确定性,减少日前日内出力偏差,再结合日前调度构成了多时间尺度优化调度模型,并采用滚动优化得到日内优化调度结果。以湖南某小型虚拟电厂系统进行算例仿真,结果表明,所提多时间尺度优化调度策略能够精确预测风光出力及用户负荷,在有效抑制功率波动的同时保证了系统的经济性。

内嵌运行优化的降温负荷需求响应设备投资方法

随电力市场改革的进一步推进,分时电价等政策的出台为需求响应技术的应用发展提供了有利的市场环境。以蓄冷空调系统为代表的降温负荷需求响应设备可有效缓解电力供需平衡的难题。降温负荷的需求响应能力及潜在效益与其需求响应设备的投资规划及运行方法紧密相关。现有基于蓄冷技术的需求响应设备投资规划方法多考虑单一的设备类型,基于固定或简化的系统运行策略与设备运行特性进行运行模拟,难以实现不同类型设备组合与用户冷负荷需求特性的最优匹配,导致系统需求响应能力的优化空间受限,无法充分发挥其经济性价值。因此,本文研究考虑运行策略优化的降温负荷需求响应设备统一投资规划建模方法。首先,提出电力市场环境下计及多类制冷与蓄冷设备运行策略优化的需求响应模型,实现降温负荷对价格信号的灵活响应,充分节约用电成本。然后,构建内嵌统一运行策略优化模型的需求响应设备投资规划模型。该模型以用户投资运行总成本最小化为优化目标,统筹考虑电价政策、冷负荷需求特性、相关设备的投资成本与工作特性,通过基于大M法的线性建模方法,最终建立一个混合整数线性规划模型,可采用商业求解器实现高效求解。算例分析表明所提方法可充分适应当前电力市场环境,有效提升用户的投资效益,优化用电负荷曲线,发挥需求响应技术的应用价值。

阶梯分时碳价下考虑能流-碳流耦合的综合能源园区优化调度

建立了一种基于多能潮流-碳流耦合及碳-电市场协同的综合能源园区(PIES)两阶段低碳优化调度模型。研究了基于统一能源母线结构的综合能源型园区(park-level integrated energy system,PIES)多能流虚拟碳流传输机理,引入能源母线“碳流密度”的概念和储能调度周期内碳排放守恒原则,设计并构建了PIES的多能供应、耦合及消费等环节碳排放核算系统;利用区域电网的碳流密度对园区碳排放进行精确核算,并以PIES经济调度为一阶段优化模型;构建以阶梯型分时碳价为信号的需求响应低碳优化调度为二阶段优化模型,利用用户减碳意愿及自身负荷侧调节能力降低总碳排放量;在一个典型PIES中进行了算例分析。结果表明,所提优化模型能根据区域电网的碳流密度趋势做出及时响应,并利用PIES多能互补及用户侧需求响应的灵活性最小化碳排放,实现深度减排的目标。

计及EV的综合能源系统双层优化调度策略

为解决规模化电动汽车入网的优化调度问题,文中提出一种计及电动汽车的综合能源系统双层优化调度策略。上层为优化调度层,电动汽车代理商按照可调度时间将电动汽车分群并将集群信息上传至系统调度中心,系统调度中心协同电动汽车集群和各能源系统,并考虑综合需求响应和阶梯型碳交易机制,以调度成本最小为目标建立经济调度模型。下层为功率分配层,电动汽车代理商以满足用户出行需求为目标构建功率分配模型,引导电动汽车有序参与系统调度。构建仿真算例并采用CPLEX求解器进行求解。仿真结果表明,所提策略不仅能够有效降低综合能源系统调度成本、平滑系统负荷曲线以及减少碳排放量,还能在保障用户出行需求的基础上显著降低用户用电成本,从而实现供需双方的共赢。

基于动态分时电价引导的电动汽车需求侧响应

为激励电动汽车(electric vehicles,EVs)参与需求侧响应以减小电网负荷峰谷差,同时提高电动汽车用电经济性,首先,利用蒙特卡罗法模拟出电动汽车无序充电负荷,再根据电动汽车是否受电网调控或者受价格信号引导,将电动汽车分为3类进行处理;然后,以电网峰谷差均方值最小和用户充放电费用最小为目标,搭建基于电价需求弹性矩阵的动态分时电价(time-of-use,TOU)需求响应模型;最后,根据湖南某地区历史负荷数据对一天的电价进行分段,再通过仿真分析,验证考虑实时负荷反馈的动态分时电价可以有效地应对负荷波动,并且对于减小峰谷差和降低用户用电成本的效果更明显。

基于交互式实时电价机制的用电优化研究

为满足对新能源消纳和电力供需平衡的要求,以新能源为主体的新型电力系统需要最大程度发挥负荷侧调节能力。针对当前用户侧调节能力未充分挖掘的问题,提出一种基于交互式实时电价机制的用电负荷优化方法。首先,基于区域电网内新能源总和建立广义标杆新能源出力曲线,提出一种基于改进时间序列形态相似度的用电负荷与广义新能源标杆曲线的源荷相似度计算方法,并构建负荷与电价的关联模型;进而提出基于源荷相似度的交互式实时电价机制引导用户参与响应;最后,构建多目标优化模型进行负荷优化。仿真结果表明,所提交互式实时电价机制的负荷优化效果更好,能够有效提高用户参与需求侧响应的积极性,相似度变化值能够准确衡量新能源与负荷曲线的相似度水平,使净负荷功率趋于平稳,促进新能源的高质量消纳。

基于分时电碳耦合定价的虚拟电厂主从博弈策略

虚拟电厂(virtual power plant, VPP)参与电碳双重市场场景时涉及聚合服务多种用户主体,如何利用价格机制将电碳市场成本合理传递至各类用户主体,并引导用户优化其运行策略是虚拟电厂运营关键。为此,文章提出了以分时电碳耦合定价为核心的虚拟电厂主从博弈决策模型。从物理和交易维度构建了虚拟电厂运行架构,并设计了基于曲线特征的分时电碳耦合价格模型。以运营商为领导者,各用户主体为追随者,建立了一主多从的虚拟电厂双层博弈模型:上层运营商以最大化自身收益为目标,调整发电设备运行状态并与电碳市场交互,迭代决策分时电碳价格并下发给下层;下层各用户主体以运行成本最小为优化目标,响应上层的分时电碳耦合价格,调整自身运行策略并向上层反馈购能量。通过设置多个情景进行仿真分析,结果显示,考虑分时电碳耦合定价机制的虚拟电厂运营商收益相对原始场景提高了11.69%。进一步的敏感度分析表明,碳交易价格由0.1元/kg提升至0.32元/kg时,VPP碳排量降低了32.2%并趋于饱和。

计及虚拟电厂内需求侧灵活性资源的实时电价和V2G协调优化调度策略

制定合理有效的电价策略和电动汽车充放电策略,可以为电网的经济稳定运行提供保障。文章综合考虑负荷用户、虚拟电厂运营商和上层电网利益,建立了以平抑净负荷功率波动为目标的价格型需求响应实时电价模型,通过引入多种群交互、模拟退火、最优个体扰动等机制对粒子群算法进行改进,并利用算法进行求解得到实时电价方案;然后结合住宅区电动汽车时移特性,在虚拟电厂两日的经济调度时间尺度上,考虑虚拟电厂和电动汽车用户利益建立优化调度模型。算例分析表明所述策略提高了虚拟电厂运行的稳定性、经济性,减少了与上层电网的平均交互电量和峰谷差。

《热泵系统参与电网调峰技术规程》编制要点及相关展望

通过简述《热泵系统参与电网调峰技术规程》的编制背景、编制过程、主要内容,对规程编制过程中的要点进行了详细解读,包括提出热泵系统在参与电网调峰过程中的主要技术措施与应用场景,分析参与电网调峰的热泵系统用能负荷与日程,规范负荷削减效果、调峰响应执行效果与调峰响应对能源、经济、环境的影响等热泵系统调峰性能的量化指标与计算方法。进一步进行相关展望,阐述了建筑柔性用能系统对于电网调峰以及可再生能源消纳的重要性。期望通过该规程的制定和实施,更好地规范、引导、促进热泵等建筑柔性用能系统参与电网调峰的应用和发展,令建筑柔性用能成为未来低碳能源系统中的重要一环。

基于需求价格弹性矩阵的大工业分时电价激励策略研究

分时电价机制是基于价格的需求侧响应机制中最有效的方式之一,执行峰谷分时电价能够有效抑制配电网负荷曲线波动,从而提高配电网运行可靠性。提出基于需求电价弹性矩阵的用户响应模型,以安徽省某市高新区大工业用户真实日负荷曲线为基础,以负荷曲线“削峰填谷”效果最好为优化目标,建立能更加充分反映城市电网大工业用户负荷变化的峰谷分时电价优化模型,建立面向用户需求侧响应的峰谷分时电价体系,利用粒子群算法求解分时电价的决策模型。通过算例验证所提方法的真实性和有效性,为实现配电网可靠运行和大工业用户节约用电成本提供理论和技术支撑。

基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法

为满足光伏微电网用电需求、缓解供电压力,对基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法进行了研究。首先,根据光伏微电网的结构、运行状态、源网荷互动关系,建立电源和负荷需求侧响应模型,用于平衡峰谷负荷的差异;其次,以微电网最小运行成本和交换电量为目标函数,结合功率平衡、充放电功率、荷电态势和线路功率等约束条件,建立光伏微电网需求侧响应调度模型;最后,基于非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解模型,获取最优的调度结果。结果表明:应用该方法后,微电网电源出力更加合理,运行总成本明显下降,负荷峰谷差由480 kW下降到220 kW。该方法能够合理调度光伏微电网的需求侧响应,缓解了配电网运行压力,且在节能方面的表现较为突出。

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。

基于电量电价弹性矩阵的风力发电与AA-CAES系统容量优化

考虑到系统运行经济性的影响,对基于需求侧响应(DR)的风力发电与先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统协调优化问题进行了研究。首先,基于分时电价构建了用户多时段需求侧响应模型,并根据AA-CAES系统的压缩、膨胀功率建模。其次,以系统的固定成本、设备维护成本、购电成本、售电成本以及调峰成本共同构成系统总成本,采用动态规划法对AA-CAES系统的压缩、膨胀功率进行优化,求得系统总成本最小的风力发电与AA-CAES系统最优容量配置。最后,通过仿真验证所提优化方法的可行性。

基于阶段分时电价响应的电动汽车充电负荷优化策略

针对电动汽车的充电负荷优化问题,提出一种基于阶段分时电价响应的电动汽车充电负荷优化策略。该策略在考虑电动汽车负荷因素的前提下,建立电动汽车充电负荷模型,并通过蒙特卡洛算法模拟电动汽车无序充电的负荷变化。在峰、谷、平段电价弹性矩阵的基础上,细分不同的等分时间段建立阶段分时电价模型,构建以用户充电总费用和系统总负荷均方差最小为优化目标的电动汽车分时电价优化模型,采用改进的混沌多目标遗传算法对模型进行求解优化。实验对比结果验证了该策略的有效性和经济性,在给定数据条件下用户充电总费用和系统总负荷均方差较传统分时电价方案分别降低了0.4091万元和37.151 MW。

分时电价提升配电网光伏消纳能力多目标优化策略

高比例分布式光伏接入配电网引起电压越限等问题限制了配电网的光伏消纳能力,为此建立了用于提升配电网光伏消纳能力的优化模型。首先,分析分布式光伏接入对配电网电压分布的影响;其次,建立分时电价优化模型和分布式光伏接纳优化模型用于提升配电网光伏消纳能力。分时电价优化模型为基于分时电价提升用户用电功率和降低用户用电成本的多目标优化模型,约束条件包括用户用电功率约束和电价约束;分布式光伏接纳优化模型基于分时电价优化模型计算结果,目标函数为配电网光伏消纳量最大,约束条件包括分时电价优化模型计算得到的配电网用电负荷和线路潮流约束。最后,以某一实际配电网系统为算例,计算结果表明经过2个模型优化后配电网可以有效提升光伏消纳能力。