基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储多时间尺度协调优化调控策略

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储”协调优化架构,包括日前优化、日内滚动和秒级监控3个阶段。其次,研究基于源荷功率区间数据的Fisher最优分割时段划分方法。然后,建立日前优化调控模型、日内滚动优化模型和区域自治优化模型,求解电网离散设备、需求响应负荷、光伏和储能等的最优调控指令。最后,以IEEE 33节点系统为例,对所提协调优化调控策略进行仿真验证。算例结果表明,所提方法能够大幅提高协调优化模型的计算效率,并保证电网运行安全性和经济性。

考虑源-网-荷-储协调的主动配电网差异化需求自适应响应方法

针对用电负荷高峰时刻波动较大、节点功率因数较低、难以协调差异化需求的问题,研究考虑源-网-荷-储协调的主动配电网差异化需求自适应响应方法。以充分满足主动配电网终端用户电量型电压稳定标准、频率型供电率标准、时间型电压偏差标准的差异化需求为目标函数,结合约束条件,构建主动配电网源-网-荷-储协调优化模型。在满足约束条件基础上,选取自适应烟花算法,求解优化模型的目标函数,得到源-网-荷-储协调优化结果。实验结果表明,该方法可以快速实现主动配电网源-网-荷-储的良好协调,协调后主动配电网各负荷节点功率因数均为0.90,且网络输出电压标幺值高于0.95 pu,可保障配电网供电质量。

新型电力系统“源-网-荷-储”多元灵活性提升方法与路径

以高比例新能源为主体的新型电力系统在局部时段灵活性严重不足,需要挖掘各类资源的灵活性以提高电力系统多时间尺度可调节能力。探讨了不同时间尺度的灵活性供需平衡特性;总结了面向新型电力系统“源-网-荷-储”各环节的灵活性提升方法,突出各类资源的灵活性互补效果;分析了不同类型电力市场的交易机制相互配合衔接对提高电力系统多时间尺度灵活性的作用,可以联合提高灵活性资源的跨时空配置效率,有效释放电力系统多时间尺度灵活性。

考虑供需灵活性量化的源-荷-储多时间尺度协同优化

风电、光伏类新能源出力具有随机性和波动性,且随着新能源渗透率的增高,系统灵活性需求也激增。在此背景下,考虑源-荷-储灵活性资源互动,对新能源高渗透系统源-荷-储协同运行问题展开研究。首先,引入向上、向下裕度量化系统灵活性,并利用灵活性供需平衡机理动态评估灵活性需求;其次,提出一种考虑供需灵活性的多时间尺度协同运行方法,构建典型周、典型日、典型时段运行模拟模型,并将碳交易收益和灵活性不足惩罚成本纳入优化目标,考虑调峰需求和爬坡容量对典型时段灵活性的影响,采用多级优化、逐级细化的思路求解模型。算例分析表明,所提方法在保障系统环保性和经济性的基础上,提升了系统各个时间尺度上的灵活性容量,可以促进系统新能源消纳。

源-网-荷-储一体化技术在园区配电系统中的应用

大规模分布式资源应用使得传统的园区配电系统安全经济运行面临着重大的挑战,针对该问题,分析了源-网-荷-储园区的整体架构,以及园区内源-网-荷-储协同调控的机理特性,并梳理了源-网-荷-储园区协同应用模式和相关应用技术,总结了源-网-荷-储园区协同模式的作用。

面向源-荷-储互动的全阻断型直流配网运行研究

全阻断型直流配电网是构建面向源-荷-储互动电力系统的重要方向。由于没有直流断路器的存在,全阻断型直流配电网的启动、模式切换及故障处理等控制策略均高度依赖于其所连接的源荷储的协调,且与传统直流配电网有所区别。然而,现有研究主要集中于拓扑探索与故障处理技术,而对于全阻断型直流配网的整体运行缺乏直观的分析。鉴于此,以一个四端全阻断型直流配电网为例,提出了面向源-荷-储互动的全阻断型直流配网在启动、稳态及故障三种状态下的控制策略,并分别对源荷储在不同策略中的作用进行了分析。同时,基于Matlab/Simulink模型,对全阻断型直流配电网的整体协调控制进行了仿真,以期带来对全阻断型直流配网的直观认识。

基于特征融合的配电网源-荷-储完全分布式协调控制方法

为解决电能供不应求难题,优化削峰填谷效果,控制配电网功率,提出基于特征融合的配电网源-荷-储完全分布式协调控制方法。通过改进K-均值聚类方法融合配电网特征,以有功功率波动及配电系统网损最小为目标函数,以节点潮流和负荷转化平衡等为约束条件,构建配电网源-荷-储完全分布式协调控制模型。试验结果表明:削峰填谷效果突出,且配电网功率曲线更加平缓。完成配电网源-荷-储完全分布式协调控制,为相关领域的研究提供参考。

考虑可再生能源消纳效益的电力系统“源-荷-储”协调互动优化调度策略

为了提升可再生能源消纳率,降低电力系统运行成本,考虑以"源—荷—储"协调互动作为提升系统运行经济性与消纳可再生能源的手段。将常规机组、储能装置与负荷侧调度资源同时进行优化调度,综合考虑系统常规机组运行成本、负荷侧调度成本和可再生能源消纳效益,建立了基于"源—荷—储"协调互动的电力系统优化调度模型。根据决策变量的不同特性,提出了一种两级优化方法。第一阶段采用离散粒子群算法优化常规机组启停成本、弃风弃光成本和负荷调度成本;第二阶段采用双层连续粒子群算法优化常规机组燃料成本。通过算例仿真验证了该优化调度模型的有效性。

可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了"网-源-储-荷"协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。

电力系统源-网-荷-储协调水平综合评价方法研究

在源-网-荷-储协调优化成为电力系统发展趋势的背景下,对系统协调水平进行全面、合理的评估有利于把握影响系统协调能力的关键环节,指导规划方案的优化。首先,分析源-网-荷-储协调运行背景下,影响系统协调能力的不确定性因素,构建计及多主体交互的分层级评价指标体系;然后,建立各指标数学模型,提出基于AHP-Delphi赋权法的源-网-荷-储协调水平评价方法;最后,展开算例分析,对某省3地区实际规划方案的合理性进行综合评价,为规划方案的优化决策提供参考。

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于源-荷-储互动的储能对风电消纳能力影响分析

源-荷-储互动是高比例可再生能源电力系统应对灵活性不足的重要技术手段,定量分析储能对源-荷-储互动提升系统调节能力的影响有利于实现储能资源精益化配置。基于含储能和柔性负荷系统的经济调度优化模型,计及风电出力随机变化特性,采用对偶理论生成排除不可行点的割平面约束,计算储、荷调节区间与消纳风电波动范围三维域区间,量化分析配置储能资源对提升系统风电消纳能力的影响。针对IEEE 30节点算例系统,通过三维域区间直观刻画协同多类型灵活性资源调节能力的系统消纳的风电波动区间。算例表明,采用所提模型仿真储能与风电、柔性负荷间的空间分布以及容量配比关系对系统源-荷-储互动应对风电出力随机变化能力的影响,有利于提升储能配置规划经济性。

针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制

随着中国可再生能源基地建设的快速推进,由于传输容量限制、调峰能力不足、备用不足等原因引起的弃风、弃光问题日益严峻。针对可再生能源的消纳问题,分析了负荷侧的高载能企业的调控特性,结合高载能企业的经营现状,分析得出高载能企业具备参与电网调节、增加可再生能源消纳的能力,提出了考虑高载能企业的"荷-网-源"协调控制的思路,建立了考虑高载能企业隐私的分布式调度的闭环协调求解模型,并通过算例初步展示了"荷-网-源"协调的效益。

基于自适应ε-支配多目标粒子群算法的含SOP的主动配电网源-网-荷-储双层协同规划模型

提出了一种含智能软开关(soft open point,SOP)的主动配电网源–网-荷-储双层协同规划模型,以模拟实际工况并实现更加精细的规划。上层规划层,考虑了线路升级改造、储能(energy storage system,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;下层运行层,不仅考虑了典型日下变压器分接头调整、补偿电容(capacitor banks,CB)投切、需求侧响应(demand response,DR)、DG与ESS的调度,还基于三端SOP接入配电网的拓扑结构及数学模型,建立了运行层精细化的有功–无功协调优化模型,可对SOP所连支路间有功和无功功率进行连续调控,同时提供一定的无功支撑。上层采用改进二阶振荡粒子群算法求解,下层采用保留端点的自适应ε-支配多目标粒子群算法求解。最后用改进的IEEE33节点系统,对此双层优化模型进行了仿真和分析。结果表明,所提方法相较传统的规划调度方法,明显改善了潮流分布,降低了网损,减小了节点电压偏移量。

源-网-荷-储协同调控技术研究

以源-网-荷-储协同调控研究为对象,针对源-网-荷-储调控研究现状提出了源-网-荷-储协同调度控制建设总体原则和总体思路,并从源-网-荷-储协同调控各环节设备全景信息感知、电网风险动态评估及智能决策功能、源-网-荷-储协同调控紧急防御系统、源-荷-储实时智能协同调控系统、区域冷、热、电的源-网-荷-储协调控制系统5个方面开展源-网-荷-储协同调度控制研究,为源-网-荷-储的互动和协同调控提供参考。

考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法

随着分布式电源和储能系统的大规模接入,配电网运行需要解决不同设备间的协调控制问题。考虑源-网-荷-储不同设备的差异化动作时间尺度,提出考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法。首先,以能量损耗和电压偏移最小为目标,考虑源-网-荷-储设备间的协调控制,建立配电网有功-无功协调调度模型。然后,考虑源-荷不确定性,建立基于随机优化的配电网优化调度问题;采用蒙特卡洛模拟与快速前向选择法获得典型场景,将随机优化问题转换为确定性问题进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统进行仿真分析,通过对比验证了所提方法的有效性。

基于多时间尺度能量平衡算法的“源网荷储一体化项目”优化配置方法

在全球一致倡导低碳经济的大背景下,源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义,但示范项目的建设在规划、实施及运营阶段都存在不少难点和痛点。鉴于其重要性,本研究以系统电能量在多时间尺度下的平衡为切入点提供一个全新的框架以讨论源网荷储各要素的科学优化配置:以最大化绿电替代为目标,以场站安全用电及绿电消纳为约束,采用多时间尺度能量平衡算法,在实现项目平稳安全运行的同时,兼顾经济性与电网友好;在实证部分,以大庆油田源网荷储示范项目为案例,验证了该方法的有效性。该方法框架对源网荷储一体化项目的规划配置、新能源开发建设新模式的探索以及规模化储能科技创新等领域提供新的研究思路,对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等方面具有建设性意义。

一种源-荷-储协同的电热微网联络线功率平滑策略

针对高渗透率电热微网联络线功率峰谷差和短时波动较大的问题,提出了一种源(燃气轮机)-荷(热泵群)-储(液态热储能和超级电容)协同平滑策略。利用各调控设备的类电池特征,建立描述各功率平抑设备运行状态的状态参数集(SOE)。分析燃气轮机电热耦合特征,引入燃气轮机参与功率平抑的发电调节系数和调控系数。提出热泵起停时间标识和最少热泵起停算法控制热泵开关状态。最后,实时追踪各设备的功率平抑潜力,动态调整联络线功率平滑目标,并通过模糊控制和复合滤波方法分配功率平抑任务,实现燃气轮机、热泵群和超级电容协同平抑功率波动中的低、中、高频部分。案例仿真证明了所提策略具有良好的功率平抑效果,同时具有经济性优势。

含柔性电热负荷响应阈值的源-荷-储协调优化模型

大量热电联产机组在"以热定电"的传统方式下运行,机组受供热负荷的限制,导致系统调峰能力不足,进而造成大量弃风弃光。为了提高系统新能源消纳能力,在电源侧增设电锅炉、储能装置进行热电解耦,在负荷侧利用柔性电负荷的激励响应特性和柔性热负荷的供热舒适度模糊性来调整负荷变化,提出一种含柔性电热负荷响应阈值的源-荷-储协调优化模型。模型以新能源消纳量最大和系统运行成本最小为目标;定义柔性电热负荷响应阈值约束和用户响应满意度,利用用户响应满意度修正柔性电热负荷响应阈值约束,通过改进多目标粒子群算法对模型进行求解。算例仿真表明:相比于源、荷单方面优化调度,源-荷-储协调优化能够进一步提高新能源消纳能力,降低系统运行成本;决策者可选择合适的柔性电热负荷响应阈值来兼顾新能源消纳目标和用户满意度。

“源-网-荷-储”协同的园区微电网优化调度

园区微电网运行在"以热定电"方式下时,微型燃气轮机电能完全跟随热负荷,限制了微型燃气轮机在经济调度中的作用。针对这一问题,提出一种考虑微电网中央控制器(microgrid central controller,MGCC)信息、微电网运行约束、储能约束的"源-网-荷-储"4层模型,解耦了微型燃气轮机电热出力的强耦合性,采用改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型求解,优化微电网内各单元出力。将该模型应用于某微电网实际算例,并与"以热定电"、"电热分供"2种运行方式进行比较,分析结果表明,该优化模型能够实现"源-网-荷-储"协调调度,降低微电网运行成本。