电力-绿证点对点交易下基于多产消者博弈均衡的分布式资源扩展规划

点对点(peer-to-peer,P2P)交易是近年来快速发展建立的配网内新型市场机制。由于投资建设周期较短,分布式资源的扩展规划将受P2P交易的显著影响。考虑多产消者间的博弈互动,该文建立基于多产消者博弈均衡的分布式资源扩展规划模型,并结合模型特征与求解需求构建基于Lp-BoxADMM的分布式求解算法。进一步通过基于IEEE标准测试系统的算例分析,验证所提模型及算法的有效性。分析P2P交易与多产消者间博弈互动行为对分布式资源扩展规划、新能源消纳、产消者成本收益的影响。

新型电力系统居民分布式资源管理综述

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上,阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先,介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源,并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次,围绕新型电力系统四大关键特征,讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时,从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法 3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素,并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后,提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望,包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法 4个方向。

新型配电系统分布式资源调度研究现状与展望

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分层分区后如何协同两个方面,分别论述分布式资源(distributed energy resource,DER)聚合方法和不同层级、不同区域、不同能源间的协同调度方法;针对优化调度问题,基于系统态势感知和外界风险感知把握全局内外因素进而优化调度;针对调度求解问题,梳理分布式优化求解方法;最后基于数字孪生展望未来调度智能化发展方向,为调度智能化升级提供参考。

面向分布式资源聚合管控的虚拟电厂建模与优化控制综述

随着可再生能源渗透率不断提高,电力系统运行灵活性不足的问题日益突出。虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是一种融合先进通信与控制技术的分布式可控资源管理新模式,将多类型可控资源聚合为整体,对电力系统经济运行、调峰、调频、稳定控制等多方面进行支撑。从分布式资源聚合管控与运行优化视角,系统综述了VPP内涵、架构、资源聚合、运行优化等方面当前技术水平和研究现状。首先梳理虚拟电厂功能内涵与定位,总结基于端-边-网-云的分层聚合管控框架及各环节需要解决的关键技术问题;随后介绍各类资源物理建模方法及其聚合模型,并从“对外统一、对内协调”角度综述VPP内部资源优化控制及其整体参与电网互动的协同方法,总结了虚拟电厂未来的技术挑战与发展前景。

考虑分布式资源交易的气电综合能源配网系统出清模型

随着分布式能源设备大量接入配电网并逐步参与分布式交易,配电网运行向着分布式、互动化的方向发展而呈现出更灵活多变的趋势。近年来,综合能源系统快速发展,配网层面电力系统和天然气系统耦合程度日益加深,独立运行模式已无法满足边界匹配要求。文中设计了考虑分布式资源参与的配电网集中交易市场模式,对分布式光伏、分布式储能、电动汽车等建立了交易模型。进而,构建了考虑分布式资源交易的气电综合能源配网系统联合出清模型,采用二阶锥松弛法及泰勒级数展开对配电网潮流约束和配气网潮流约束进行线性化处理,通过配电网节点电价和配气网分时气价反映气电联合系统价格信号。最后,基于改进的气电联合系统对文中所提市场机制模型的有效性进行了验证。

挖掘分布式资源潜能的主-配-微一体化协同控制

随着配电网与微电网中分布式资源渗透率逐步增加,设备重载状况下的系统安全稳定运行成为技术挑战。针对海量分布式资源不同渗透场景下主电网输电侧、配电网与微电网全局调控难题,分析不同网络中接入的分布式资源类型,提出充分发挥分布式资源潜能的主-配-微一体化协同控制策略。上层利用主网输电侧中的无功补偿装置与配、微电网中的分布式电源,考虑微电网与主网并网能源转换与网络中储能约束,实现主-配-微电网无功优化;下层针对系统中的有功功率平衡,分析配电网低频切除方案与微电网可控负荷约束构建协同负荷调节优化模型;最终利用双层粒子群计算求解上层与下层的多目标优化问题。通过改进的IEEE 33节点、IEEE 30节点与IEEE 4节点在全局网络搭建含分布式资源的主-配-微一体化仿真模型,验证了所提双层优化控制方法在设备重载、多微电网并网运行与分布式资源出力等不同运行场景下的调控效果。

基于遗传算法的家电智能生产线分布式资源调度算法设计

目前家电智能生产线存在多任务操作冲突、调度控制响应时间长以及制造资源利用率低等问题。为了实现家电智能生产线的合理资源调度,基于多目标优化和分布式资源调度理论,建立了家电智能生产线分布式资源调度模型,提出了基于遗传算法的家电智能生产线分布式资源调度算法。仿真实验表明,与传统生产线调度方法相比,所提出的分布式资源调度算法最大完工时间缩短了5.76%,解的适应度提高了8%,验证了算法的可行性和高效性。

大数据联盟下一种分布式光伏资源共享算法设计

为了提升分布式光伏资源利用率,提高时均用电效率,提出大数据联盟下分布式光伏资源共享算法。依据光伏发电储电用电价值链建立资源共享目标,并在约束条件下利用线性电力系统网络模型建立主导节点选择矩阵,划分资源共享集群。针对集成的分布式光伏资源,依据大数据联盟理论,将资源共享分为两种资源共享模式,建立资源共享动态模型,实现资源共享。结果表明,所提方法的资源共享效果较好,能够有效提升资源利用率,具有一定的应用价值。

基于区块链的分布式资源授权系统设计

在当今数字化时代,随着云计算、物联网和分布式网络的兴起,资源的分散性和多样性日益增加,要求用创新性的方法来确保这些资源的安全、高效和公平的利用,分布式资源的有效管理和授权使用已经成为一个至关重要的研究问题。创新性地提出了一套全面的分布式资源授权使用框架,旨在为各种应用场景提供可扩展性和可定制性的解决方案。该系统采用了主链对齐一或多条并行侧链的基础系统架构,内设基于同步机制和监管机制等算法模块。通过区块链技术的去中心化、不可篡改和安全性特性,侧链技术的扩展性,有效应对了性能和灵活性问题。本研究的成果具有广泛的应用潜力,不仅可以用于数字资产管理,还可以扩展到诸如物联网设备授权、智能合约交互等领域。系统设计为分布式资源管理带来了突破性的创新,为构建更加安全、高效的数字社会奠定了坚实的基础。

基于奇诺多面体的虚拟电厂分布式资源广域聚合调控方法

由于分布式资源在配电网侧的普及,其巨大的灵活性潜力挖掘变得愈发重要。首先,选取空调负荷、储能设备、柴油发电机作为典型资源,建立了具体资源的动态电气模型,并刻画其可行域空间。然后,以奇诺多面体(Zonotope)为基础,提出一种面向广域分布式资源的高效聚合方法。在此基础上,针对Zonotope的特殊数学形式,提出Zonotope与半空间形式多面体的数学形式精确转换方法,并通过此方法将具体分布式资源的聚合集群应用于虚拟电厂(VPP)场景下的优化调控。通过算例分析验证了该聚合方法的有效性,并与其他聚合方法对比分析了该方法在精确性上的优势。最后,结合算例结果分析了资源集群聚合后的调控方法在经济性和计算效率方面的成效。

深度强化学习在含分布式柔性资源的电网优化调度中的应用研究综述

自2020年我国提出“双碳”目标以来,屋顶光伏、电动汽车、分布式储能等灵活柔性资源呈海量化发展趋势,为新型电力系统平衡提供巨大调节潜力。但海量化柔性资源的多重不确定因素增加,时空决策变量愈发复杂高维,精确机理建模难度遽增,导致传统优化方法在求解含大规模、高度随机、认知困难的柔性资源电网优化调度问题时遇到瓶颈。近年来,深度强化学习作为新一代机器学习范式,在详细模型参数未知的情况下,通过与环境的交互学习最优策略,展现出应对此类挑战的能力。对此,该文基于深度强化学习方法,综述含分布式柔性资源的电网优化调度研究。首先,分析资源的运行特征、问题建模、求解策略等;其次,简要概述算法的原理与分类;接着,按照调度问题的不同侧重点,划分“需求侧用户能量管理、聚合层集群协调响应、电网端优化运行控制”场景,分析典型应用、算法效果等,并总结优势与不足,提出可改进点;最后,从仿真环境搭建、改进求解策略、增强智能体性能等方面,对未来的研究方向进行分析与展望。

低轨大型星座分布式数据接收资源调度方法

许多监视与早期预警应用通过具备高时效性的对地观测数据实现。低轨大型星座观测数据接收任务调度的主要挑战是卫星数量大,中心化资源调度冲突消解面临困难。为此,提出一种新的分布式数据接收资源调度方法。首先,基于星间与星地链路融合构建卫星与地面设备之间的分布式传输链路,在卫星、设备、链路组成的无向网络图中,计算数据下传任务期间分布式链路的最短路径及其持续时长;其次,针对由每个设备的最短路径时间窗口合并构成的集合,利用Q学习方法求解数据接收完成率的优化问题。仿真测试结果表明,在典型的数据接收场景下,采用Q学习求解的数据接收完成率优于“先可见先跟踪”的基准资源调度方法,提升接近1%;与仅使用境内地面站的数据接收资源调度相比,数据接收完成率提升超过50%。

电碳协同的园区分布式资源集群综合效益评估方法

基于电碳协同的园区各资源集群效益评估是实现园区综合效益评估的关键。首先,从经济效益、环境效益和技术效益3个方面对影响园区中各集群效益的关键因素展开分析,并构建包含目标层、基础层以及指标层的影响综合效益评估的综合指标体系以及效益评估的计算模型。相关的经济、环境和技术类专家为各个指标打分并利用模糊层次分析法确定指标体系中各指标的重要程度和权重;其次,通过投资评价模型确定各集群的指标效益评分;最后,通过各项指标的得分与其对应的权重系数加权计算可得出各个项目的综合效益总分。算例的仿真分析表明:该评估方法对于电碳协同的园区分布式资源集群的综合效益评估具有现实指导意义。通过该评价体系,园区的投资者可以选择在财务盈利能力、低碳可持续化发展能力及技术可行性这3个方面提供最佳平衡的可再生能源技术。

面向分布式灵活资源的物理层无线通信安全方案

随着可再生能源的崛起和分布式发电的普及,可以实现电力和信息双向传输的分布式灵活资源变得越来越重要.其中信息网络通过运营无线专网实现无线互联.由于物理层的脆弱性以及密钥分发和管理的复杂性,需要考虑物理层安全技术.而传统的物理层加密技术的混沌系统初始条件安全性无法保证.针对上述问题,为分布式灵活资源信息网络的无线通信系统提供了一种物理层安全方案.该方案不仅减轻了密钥分发和管理的复杂性,而且增强了混沌系统的初始条件和通信系统的安全性.主要贡献包括提出一种物理层密钥生成方法,即利用低通滤波和滑动窗口增强信道互易性,累积分布函数进行量化,以及用哈希函数实现密钥协商和隐私放大.还提出一种基于混沌的物理层加密方案,利用之前生成的密钥,通过Arnold变换和陈氏混沌理论对信号的相位和幅度进行加密.仿真结果显示,物理层密钥生成方案对信道特征的处理增强了信道的互易性,后续得到的密钥通过了NIST随机性测试.同时,采用混沌理论的加密方案使得窃听者得到的比特不一致率维持在0.5,保证了信息的安全传输.

分布式服务资源自适应弹性伸缩研究综述

分布式服务资源环境下,由于峰值负载的整体占比很小,大量服务资源长期处于低利用率甚至闲置状态。通过实现资源自适应弹性伸缩,在高负载时扩充服务资源以应对高需求,在低负载时将其缩减以降低开销,可显著提升系统能效并降低运作开销。但实际负载通常具有很强的波动性,满足服务质量所需的服务资源持续变化,这给服务资源自适应弹性伸缩带来了巨大挑战。尽管现有的商用分布式平台已普遍具有一定的资源弹性伸缩能力,但它们的自适应能力有限、精准性不佳,存在很大提升空间。为促进该领域的研究与应用发展,就该环境下服务资源自适应弹性伸缩研究进行分类分析与探讨。分析并介绍了相应的研究背景及主要存在于需求评估与资源调整上的挑战;就该领域的国内外相关研究,依据其调整的资源对象分为三类,以此进行分类论述并比较了各研究工作的异同,且就各自的特点与效用进行了分析与总结;总述分析了这些研究工作并概括出一个全面而整体的实现,探讨了业界的应用现状、研究面临的挑战以及未来趋势。

源-荷-储多异质分布式资源参与配电网自我恢复方案与补偿机制

为了应对新型电力系统潜在的大停电风险,从源-荷-储多环节挖掘分布式资源参与配电网恢复的潜力与价值,制定安全、快速的恢复方案成为必然需求。为此,考虑多时间尺度下的黑启动恢复过程对灵活性需求的不同,提出一种考虑多异质分布式资源参与的配电网自我恢复方案。首先,针对含有多类型分布式资源的配电系统,以最大化可用发电量和有功负荷恢复量为目标,构建分布式资源启动顺序优化模型。其次,基于节点重要度和路径恢复时间,构建综合路径评价指标,实现待启动机组的恢复路径优化,进而分时步投入停电负荷,以降低停电损失。第三,考虑恢复过程中的分布式资源黑启动能力与使用度,提出包含能力补偿费与使用补偿费的黑启动激励机制,有效促进服务费公平、合理分配。最后,以改进的IEEE33节点系统为例,通过对多个停电场景进行分析,结果表明所提方法可有效调配恢复资源,提升配电系统恢复的快速性与稳定性。

分布式“源荷储”资源协同互动异构组网方法与仿真实现

为提升新型电力系统海量分布式“源荷储”资源协同互动能力,提出了分布式“源荷储”资源协同互动异构组网方法与仿真实现。构建“三层两网”分布式源荷储资源协同互动异构组网方法,在调峰、调频、需求响应等典型互动业务建模需求分析基础上,通过OMNeT++平台建立分布式资源协同互动通信网络模型,根据网络实际运行特征构建通信仿真平台,实现分布式“源荷储”资源协同互动网络性能多场景仿真。为分布式资源协同互动业务开展提供定量分析工具,对新型电力系统建设与新能源消纳能力提升具有重要支撑作用。

基于节点碳势的配电网分布式资源低碳调度策略

双碳目标的提出加快了新型电力系统建设进程,随着大规模的可再生能源和分布式资源接入电力系统,如何有效利用这些多元化资源的灵活性来配合电力系统调度降低系统运行的总碳排放量成为亟须解决的关键技术难题。因此,研究了基于节点碳势的配电网分布式资源低碳调度策略,该方法能够兼顾电网运行的经济性和低碳性优化系统调度策略,从而降低系统总碳排放量。首先基于碳排放流理论对配电网进行碳势分析,然后以系统碳势为依据调整系统的购电及发电计划,并引导分布式资源优化调整自身用能方案。为保障配电网的安全稳定运行,所研究方法将电网安全运行约束考虑在内,通过仿真算例的对比分析说明了所提出策略可以提升可再生能源消纳率、降低配电网网线路损耗、减少配电网总碳排放量以及总运行成本。

配电网多类型分布式资源辅助主网关键节点黑启动方案与实时调度策略

随着高比例分布式资源不断接入配电网,充分利用多类型分布式资源的黑启动价值,使配电网系统向上支撑主网关键节点快速恢复成为可能。对此,提出了配电网多类型分布式资源辅助主网关键节点黑启动方案与实时调度策略。首先,分析配电网系统支撑主网关键节点黑启动的优势及其可行性。然后,针对节点启动顺序与恢复路径互为驱动、相互支撑特征,以最大配电网系统可用发电容量、最小配电网内重要负荷损失量和最小恢复路径权值为目标建立主网关键节点与配电网内重要负荷协同恢复的优化模型,并采用遗传算法与弗洛伊德算法相结合的方法求解,提出一种基于滚动优化模型的黑启动实时调度策略,以确保主网关键节点处电源在最短时间内安全稳定恢复。最后,以某地区35节点主配网分区系统为例开展仿真分析,结果表明,所提模型和方法显著降低了主网电源节点恢复时间,有效提升电网韧性和分布式资源利用效率。

分布式资源库多路数据同步传输系统设计

目前设计的分布式资源库多路数据同步传输系统误码率较高,导致很难实现同步传输,因此设计一种新的分布式资源库多路数据同步传输系统,从硬件和软件两方面进行优化。系统硬件设计了多路数据采集模块、分布式资源库传输模块、通道数据通信接口。系统软件部分,通过多路数据全局时钟同步、分布式资源实时传输、分布式资源多路数据可解性传输完成软件工作流程。实验结果表明,设计的分布式资源库多路数据同步传输系统能够有效降低误码率,确保能够实现分布式资源库多路数据的同步传输。