广义价格型需求侧响应下区域能源中心日前最优经济调度

区域能源中心(districtenergycentre,DEC)是多能流耦合的枢纽,主要实现多能流在区域级的优化传输和分配。随着能源市场管制的放松,以能源价格为调节手段引导需求侧进行互动响应有利于提升DEC的优化潜力。该文首先基于能量枢纽模型,建立DEC的稳态能量流方程,探究功率平衡视角下的需求响应机理。考虑到价格调控下能源需求在时间上和类型上可相互转移,引入广义价格型需求侧响应(price based generalized demand response,P-GDR)的概念。同时,基于价格弹性及离散选择模型对P-GDR下能源需求的时空转移特性进行建模。并在此基础上建立DEC日前最优经济调度的混合整数非线性规划模型,通过广义Benders理论对其进行解耦求解。算例结果表明,考虑P-GDR有利于减少能源负荷峰谷差,并提高新能源消纳能力。此外,P-GDR下考虑能源负荷的可替代性更加符合用户行为实际,降低用户的能源购置成本。

计及价格型需求响应的水风光互补短期调度

随着风光并网规模不断增加,仅在电源侧利用水电等调峰资源难以满足大规模风光并网需求。为此,本文在负荷侧引入价格型需求响应技术优化日负荷曲线,以源荷匹配度最高,弃电量最小为目标,建立了考虑价格型需求响应的水风光多能互补短期优化调度模型。同时为降低模型求解难度,将其解耦为两个单目标优化问题分阶段求解,最后将模型应用于金沙江下游乌东德水电站和昆明、玉溪两地风光电站互补联合发电研究中。结果表明:价格型需求响应技术对负荷曲线具有明显的削峰填谷效果,不仅可以提高水风光多能互补系统的源荷匹配程度,还能促进风光消纳,增加水风光联合总发电量。该结果论证了模型的有效性,为提高电网大规模消纳新能源提供了新思路。

基于需求侧响应的广义储能容量配置方法研究

微电网作为新能源消纳的有效形式,对风光资源的消纳产生了重要的促进作用。但是,由于风光发电的不确定性以及波动性,导致微电网内部弃风弃光以及失负荷问题严重。广义储能结合需求侧资源及传统储能的双重优势,为解决上述问题提供了新思路。因此,本文提出一种考虑需求侧响应的广义储能配置方法。本文介绍了广义储能的模型,建立了广义储能配置的双层模型。模型上层以惩罚成本最小为目标,发挥需求侧资源的优势,降低微电网弃风、弃光及失负荷功率;在上层的基础上,下层以微电网净现值最大为目标,得到广义储能的配置方案。通过对3种不同策略的比较,证明了需求侧参与响应时,可实现用户与电网的双赢。

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。

计及价格型需求响应及CSP电站参与的风电消纳日前调度

我国西北地区风、光资源丰富,风电装机容量增长迅速。受电网调节能力弱、电力市场价格机制单一等技术与政策因素的综合影响,弃风现象严重,如何提高风电消纳水平是西北风光大省普遍面对的难题。在考虑综合成本的前提下,兼顾风电预测和价格型需求响应二者的不确定性以及系统安全约束,构建了基于光热电站和价格型需求响应参与风电消纳的调度模型。该模型将光热电站和价格型需求响应二者与风电优化调度相结合,通过源荷两侧的协调调度共同提高系统消纳风电的能力。仿真算例首先利用场景削减法将风电场全年出力水平削减为3个典型场景,并与传统调度方法对比说明文中模型的普适性;然后,对不同调度模型进行对比分析,验证文中所提模型的有效性。

计及电价型需求侧响应含碳捕集设备的电–气–热综合能源系统低碳经济调度

目前,通过各类低碳技术辅之合理的市场机制是实现综合能源系统低碳运行的重要手段。将碳捕集技术引入综合能源系统低碳调度中,并考虑到碳捕集设备高能耗导致难以在峰荷额定运行的问题,将电价型需求侧响应引入系统,综合系统经济性和低碳性。首先,以负荷波动性为目标构建电价型需求侧响应模型,对原始负荷曲线"削峰填谷"。其次,建立以综合成本最低为目标含碳捕集电厂的电–气–热综合能源系统低碳经济调度模型,并将需求侧响应结果引入模型,构建双阶段模型。最后,利用CPLEX优化软件,基于改进的IEEE-30节点电网模型、7节点气网模型和6节点热网模型对文中方法的有效性进行仿真验证,结果表明所提方法能兼顾低碳性和经济性,可为综合能源系统低碳经济调度提供参考。

计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前调度策略

西北地区风光资源丰富,但由于新能源电站之间配合形式单一且未充分利用需求侧资源,弃风、弃光问题依然严重。针对这一问题,该文首先通过电转热环节将风光电站与光热电站储热系统结合,给出风–光–光热联合发电系统框架与原理。其次,引入价格型需求响应,在考虑综合成本最优的前提下兼顾系统的不确定性,构建计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前优化调度模型。最后,在IEEE 30节点系统中进行算例仿真。算例结果证明,所提调度策略在满足电网安全运行的前提下,能够有效结合源–荷两侧进行优化调度,提高风光消纳能力的同时降低了系统的综合成本。

考虑需求侧响应的风电与输电网投资协调规划模型

风电等新能源发电快速发展是新形势下电力系统的显著特征,传统的输电网规划中需要考虑风电并网的影响因素。以价格弹性为切入点,推导出短期需求响应函数,并引入双层风电与输电网投资协调规划模型,实现用户支付成本、风电和输电网投资最小化。算例分析表明,不同水平条件下的需求弹性对规划结果敏感性影响显著,能够引导风电和输电网的投资方向。

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。

考虑不确定性的风-光-储合作联盟参与含需求响应的主辅联合市场的竞价交易模型

清洁能源逐渐成为电力市场的竞争主体,考虑风光出力不确定性和探究高效的市场运行机制成为电力现货市场建设进程中的关键问题。采用非参数核密度估计法和多元Gaussian-Copula函数生成典型出力场景来描述风光出力的不确定性和时空相关性。上层模型基于纳什谈判理论最大化风-光-储合作联盟收益,采用麻雀搜索算法优化风光发电商的报价策略。下层模型以购电总成本最小为目标,设计了多主体参与含价格型需求响应的主辅联合市场的出清机制。最后分析了风光出力的典型场景和市场出清结果的合理性。通过算例验证了该优化模型能够提升合作个体的收益,降低了购电总成本和负荷的峰谷差。

考虑需求侧灵活性资源配置的配电网分布鲁棒优化规划方法研究

考虑需求侧灵活性资源(简称“资源”)配置,开展网-荷-储联合规划是提升配电网灵活性以适应新能源出力波动的关键途径。为此提出一种灵活性缺失场景筛选与不确定性分析方法改进相结合的配电网规划研究模型:首先,立足资源视角进行配电网灵活性供需关系建模;其次,基于影子价格理论提出配电网灵活性缺失场景筛选策略,建立筛选指标以描述规划资源、运行约束、场景筛选间闭环关系;然后,将该策略嵌入配电网-多资源两阶段联合规划模型,一阶段考虑投资成本最优,二阶段协调运行及灵活性综合成本期望;将规划模型重构并于改进场景概率驱动型分布鲁棒优化(ISPD-DRO)框架下求解,其优势在于实现了概率优化求解与场景动态更新的有机统一;最后经算例分析验证所提模型在提升决策经济性及配电网灵活性层面的优势。

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。

考虑碳排放最优的小区广义负荷协同响应研究

为建立考虑碳排放最优的小区广义负荷分析模型,实现负荷节能减排,对居民常用家用电器的负荷可调节潜力进行了分析建模。研究了电动汽车与储能系统有序充放电的响应模型,充分考虑用户的调节意愿,对电动汽车及储能的调节特性进行量化。在此基础上,对居民小区需求侧响应进行分析,提出相应指标以量化居民侧需求响应策略的优劣,为需求侧响应策略设计奠定了基础。

计及广义负荷不确定性和激励型需求响应的电力现货市场竞价方法

以国内目前电力现货市场运营机制为基础,提出一种计及分布式发用电单元功率预测不确定性以及激励型需求响应资源功率调节能力的广义负荷参与日前电力现货市场竞价的方法,并构建相应的市场出清模型。统计得到广义负荷净功率预测误差的条件概率分布,推导广义负荷日内购电期望和需求响应补偿的成本函数,揭示价格引导模式下广义负荷激励型需求响应的响应量-申报电价-申报电量之间的关系,使广义负荷原本多元、随机的报价曲线等效转化为符合市场统一规范的一元确定性报价曲线。采用不均匀最优分段技术将连续型报价曲线转化为规范的离散型阶梯曲线,并将其代入动态市场出清模型中进行竞价出清。仿真结果验证了出清电价对分布式新能源发电和负荷用电平衡情况的刻画能力。

结合电力负荷差异性分类的需求侧响应模型研究

提出一种结合电力负荷分类的需求侧响应电价模型。在峰谷分时电价理论的支撑下,综合考虑电力价格的变化率和市场需求变化率,以电力市场的需求价格弹性系数为基础,通过对一天划时段分别设定不同电价,综合考虑供需两侧以建立分时电价模型。以峰负荷最小化、谷负荷最大化且用户购电费用尽可能少为目的建立组合函数。结合电力负荷差异性分类,针对不同类型电力用户进行算例仿真,结果表明该电价模型可以取得较好的预测效果,可以作为制定峰谷电价的依据。

计及价格型需求响应负荷响应量与风电出力相关性的含风电电力系统优化调度研究

文章建立了计及风电场出力与价格型需求响应负荷响应量相关性的含风电电力系统优化调度模型。首先应用Copula函数建立风电场出力与需求响应负荷响应量的联合概率分布模型;然后提出两种满意度指标来衡量用户在电力系统优化调度中的参与程度和用户获利情况,并计入优化调度模型的约束条件;最后以电网调度运行总成本最小为目标函数建立优化调度模型。以10机系统标准算例为例,分析验证了所建模型的合理性和准确性。结果表明,风电出力与价格型需求响应负荷响应量具有一定的负相关性,并且计及相关性后可以降低系统运行成本,提高系统调度的经济性。

分布式发电市场化环境下基于价格型需求响应的农村光伏交易模式研究

当前农村光伏市场化程度较低,其建设在很大程度上依赖国家扶贫资金的支持。为了加快农村光伏实现自主营收的进程,亟需研究并提出合理的农村光伏市场化交易模式。针对上述问题,以提升农村光伏售电收益和本地消纳水平为目标,提出一种基于价格型需求响应的农村光伏交易模式。首先,分析各交易相关主体的主要行为特征,研究并提出电力用户主动和非主动参与下的交易模式。其次,计及光伏出力特征,提出基于价格型需求响应的光伏发电商定价方法。在此基础上,考虑电力用户主动及非主动参与交易两类情况,并在各类情况下进一步考虑电网公司采用固定电价及峰谷电价两种策略,分别建立电力用户响应行为模型。最后,基于某乡镇光伏扶贫项目的实际数据,开展仿真算例分析,仿真结果验证了所提出交易模式的有效性。

多形态激励型需求侧响应协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置

可再生能源发电固有的波动性是限制其大规模并网消纳的重要因素。为此,利用激励型需求侧响应(IBDR)响应速度快、可调度性好的特点,并考虑可再生能源和IBDR出力的不确定性,提出一种利用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动性的多目标鲁棒优化配置的方法。首先,引入鲁棒优化理论,采用鲁棒区间的形式对可再生能源与多形态IBDR出力的不确定性进行描述。然后,分别以配电网运行成本和可再生能源利用率为目标,以可再生能源并网波动性约束、IBDR响应能力约束和功率平衡约束为约束条件,建立多目标条件下IBDR鲁棒优化配置模型。最后采用鲁棒对等转换将不确定性问题转换为确定性问题,并使用非支配集排序多目标遗传算法(NSGA-II)进行求解。以实际运行配电网为例,对所提模型和算法进行验证。计算结果表明,采用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置方法可以有效平衡可再生能源波动。

基于价格型需求响应的多微电网优化策略

为了提高微电网的可再生能源利用率,降低微电网运行成本及电动汽车充电成本,建立了多微电网的运行模型,并将电动汽车并入到微电网中。利用价格型需求响应制定出实时电价。算例结果表明:采用实时电价机制,微电网内可再生能源的利用率明显提高;通过采用多微电网协调调度机制、控制电动汽车反向供电,微电网的运行成本和电动汽车的充电成本均大幅度降低。

考虑不确定性价格型需求响应的多源微网运行优化

为提高微网供需两侧的经济运行水平,分析价格弹性系数不确定性给微网需求侧和供应侧带来的成本影响,在微网需求侧,建立了考虑价格弹性系数不确定性的需求响应成本效益模型;然后在微网供应侧,以经济运行成本和环境成本为优化目标,结合微网实际运行约束,建立了考虑不确定性价格需求响应的微网经济运行优化模型,提出一种新的差分粒子群混合算法作为优化模型的求解方法。采用基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。通过仿真实验结果得出:考虑价格弹性不确定性因素,会增加微网需求响应成本,同时,加入不确定性因素后微网供应侧运行效益有所降低。