面向多主体隐私保护的源网荷储分布式协同优化调度

如何在满足各主体隐私需求的前提下,促进电力灵活配置与可靠供应,是构建隐私安全型多主体互动新型电力系统的核心。为此,本文提出了一种基于改进共识交替方向乘子法(C–ADMM)的分布式协调优化调度方案,仅通过交换相邻主体的耦合支路信息来统筹全局优化,实现协同优化的同时保护了互动主体的隐私数据。首先,针对源网荷储参与日前调度时的主体隐私需求,建立多主体协同调度模型,各相邻主体仅通过共享边界耦合支路阻抗信息实现解耦,各主体的优化调度问题在本区域独立求解,并在迭代过程中不断更新耦合乘子从而实现全局优化。然后,考虑主体中离散型可调负荷对C–ADMM收敛性能的影响,使用割平面法进行变量松弛与整数解逼近,通过移除整数限制和增加新约束的方法实现问题的转化,以获得可调负荷与源网储的协调策略。最后,使用IEEE30节点系统进行仿真计算,具体地,将IEEE30节点系统划分为了不同的主体,分别进行算例测试,验证了所提分布式协同优化调度策略的有效性。实验结果表明:在不同划分方式下,与集中式方法相比,改进C–ADMM算法均能产生相对稳定的收敛解;在不同计算参数下,基于改进C–ADMM与集中式方法的总成本基本相同,最大误差不超过0.42%。同时,与传统C–ADMM方法相比,改进C–ADMM的收敛性指标数量级缩小至百分之一。

源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度

针对源网荷储一体化,降低预测误差对配网调度的影响,提出一种源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度策略。首先,建立电动汽车参与调度的响应模型,并根据柔性负荷的运行特性进行分类,以适应多时间尺度。在日前时间尺度上,建立配电网运行成本最小的调度计划;日内尺度上,综合考虑经济性及增加新能源消纳量等目标,采用滚动优化思想对有较大预测误差的日前调度计划进行修正;在实时阶段,结合日内计划,建立计及出力偏差最小的微调模型。最后,利用熵权法对各目标赋权,采用Yalmip+Cplex对模型求解,验证了调度策略的经济性。

高比例新能源接入下的历史策略库辅助源网荷储协同实时电压控制研究

随着“双碳”目标的推进,储能、充电桩等用户侧新型负荷设备数量增多。在此背景下,由于量测条件不满足造成的不可观测区域将直接导致传统的电压控制方法难以完成对分布式电源的精准调控。为解决上述问题,提出一种基于蜣螂优化算法(DBO)的极限学习机(ELM)构建历史策略库,用以辅助源网荷储协同实时电压控制的方法,可实现对配电网电压实时精确控制。首先介绍了基于近似灵敏度计算的电压控制方法,然后介绍了DBO改进的极限学习机和历史策略库的概念及结合应用方法,构建了以基于近似灵敏度计算的电网节点有功及无功功率为输入,母线期望电压为输出的ELM模型。模型输出的母线电压作为控制依据,进一步转换为下发的用户侧可调设备调节指令。仿真算例的结果验证了所提方法的有效性和优越性。

双碳目标下考虑源网荷储协同优化运行的新型电力系统发电规划

该文建立了双碳目标下考虑源网荷储协同优化运行的新型电力系统发电规划数学模型,综合考虑各种发电技术、储能以及需求侧响应的情况下实现投资和运行的总成本最低,并将双碳目标、可再生能源渗透率、弃风弃光率这些政策要求转化为约束条件融合到发电规划模型中。通过算例分析分别求解以火电、核电、风电光伏和风光储为主4种发电规划情形,验证了模型的有效性。最后,在双碳目标下建立以风光储为主体的新型电力系统,通过考虑源网荷储协同优化运行实现了规划时期该新型电力系统的发电规划,并求解出对应规划时期储能的最优配置方案。此外,通过该模型对不同渗透率下储能配置与弃风弃光率的量化分析发现,对于省级电力系统,弃风率和弃光率分别为5%和3%时,为了保证系统安全稳定优化运行,风电和光伏的渗透率最好都控制在20%~25%以内,同时储能装机容量配置为0.24~0.3倍风电装机容量加光伏装机容量。

高比例风电接入的电力系统源网荷储协同规划模拟分析

建立以新能源为主体的电力系统是实现双碳目标的重要手段。以风光为主体的新能源高比例接入,对传统电力系统规划提出了挑战。为解决电力系统供应侧和需求侧协同的问题,深入分析源网荷储四要素数值模型、电压质量数值模型后,构建源网荷储协同规划的数值模型。由于数值模型的赋权是一个动态化过程,需采用动态加权的多目标粒子群优化算法进行求解。数值模拟结果表明,在高比例风电接入电力系统后,提出的方法能有效实现电力系统源网荷储协同规划。

多端口能源路由器“源网荷储”能量调度粒子群优化算法

能源路由器既可实现能量流和信息流的高度融合,又有利于电能传输、辐射和综合利用,研究与运行时间表明这是建立在能源路由器经济、安全和可靠运行基础上。为此,在综合考虑光伏发电成本、市电购电成本、储能成本等各项经济因素的基础上,建立了“源网荷储”多能互补系统的经济运行模型,提出了基于粒子群优化算法的多能互补系统能量调度优化方案。结合所研制的应用于某园区的七端口能源路由器,进行了仿真分析与装置试验,结果表明:所提粒子群优化算法的调度方案可行有效,不仅可以降低系统研制和运行成本,还可以推广应用到军事岛礁多能源互补微电网系统,充分发挥分布式电源灵活与高效的应用特性。

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。

基于自适应学习率卷积神经网络的新型配电网源网荷储无功协调优化技术

随着“双碳”目标的推进,分布式新能源接入电网的容量大幅度提升,配电网源网荷储协调优化策略是实现分布式新能源消纳的重要方法,其中无功优化能够保证电网安全稳定运行。文章提出了一种基于自适应学习率卷积神经网络的配电网源网荷储无功协调优化技术。首先以最小网络损耗和最低电压偏移为目标,构建无功优化模型;其次利用卷积神经网络强大的非线性拟合能力,挖掘出电网运行场景和无功调压设备、储能充放电策略之间的映射关系,引入自适应学习率的方式更新网络参数,提高了网络训练效率;再次通过控制无功调压设备和储能装置充放电情况协调分布式电源出力,实现电力系统无功电压主动优化控制;最后通过IEEE33节点电网模型进行了仿真验证。结果表明,文章所提的配电网源网荷储无功协调优化方法提高了电力系统电压调节能力,为配电网安全可靠运行奠定了良好基础。

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效提高新型电力系统运行的稳定性和安全性。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法。该方法从负荷需求侧响应出发,基于市场实时电价信息,以负荷转移成本和用户购电成本为基础,提出基于价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。

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。

基于特征融合的新型电力系统网源荷储协同控制方法

传统的电力系统网源荷储协同控制方法只能获取网源特征信息,导致电力系统运行成本较高,因此本文设计了一种基于特征融合的新型电力系统网源荷储协同控制方法。通过提取和整合网源、负荷和储能等各组成部分的特征信息,准确计算出电力系统的缺电率。将不同特征信息进行融合,设置相应的约束条件,为优化控制策略提供保障。通过分析网源、负荷和储能等各组成部分的特征信息,确定协同控制策略的特性。划分出L1-L5共5种新型电力系统网源荷储协同控制等级。试验结果表明,本文设计的基于特征融合的新型电力系统网源荷储协同控制方法中,各设备运行成本均最小,证明该方法能够节省成本控制,提高新型电力系统网源荷储协同控制的有效性。

“碳中和”目标下的源网荷储协调调度优化模型构建

本文针对“碳中和”目标下的电力系统中源、网、荷的协调调度优化问题,提出了一个基于优化调度模型的解决方案。通过构建电力系统调度框架,确定了源、网、荷的协同优化目标。在考虑各种约束条件的基础上建立了优化调度模型,并引入了松弛变量来消除约束条件。构建初始基础解进行迭代优化,最终得到近似最优解。在算例分析中,使用实际数据进行验证,并对结果进行了评估和讨论。研究表明,在“碳中和”目标下,该优化调度模型能够有效提高电力系统的能源利用效率,并提供合理的资源分配方案。

主动配电网源网荷储一体化协调优化模型研究

常规主动配电网源网荷储一体化协调优化模型采用局部协调的方法,导致协调优化结果能源利用效率不高,因此提出主动配电网源网荷储一体化协调优化模型研究。结合支路电流值分析模型约束条件,构建协调优化模型,分析主动配电网源网荷储的出力情况。实验表明:该模型应用后表现出的功率曲线与配电需求高度一致,能源利用效率较高,满足主动配电网的实际运行需求。

基于可靠性的虚拟电厂微网源荷协同优化调度模型构建

为了确保虚拟电网微网的高效、可靠运行,构建虚拟电厂微网源荷协同优化调度模型。在正态分布概率模型的基础上建立光伏、风机概率模型和负荷概率模型,以此为依据展开虚拟电厂微网的场景构建。将运行成本、可再生能源消纳量和环境成本作为优化目标,建立源荷协同优化调度模型,通过萤火虫优化算法求解调度模型的最优解,以此实现虚拟电厂微网源荷协同优化调度。实验结果表明,构建模型的风电、光伏出力预测精度高、弃风电量低、风电利用率高,具有良好的协同优化调度能力。

源网荷储协同的分布式智能电网能量管理与集群控制研究及应用

“双碳”背景下,打造安全高效的高渗透率新能源“能源互联网”解决方案,是构建以新能源为主体的新型电力系统的第一要务。内蒙古电投能源股份有限公司矿山供电公司结合企业矿山卡车油改电实际,创新开展了基于源网荷储协同的分布式智能电网能量管理与集群控制技术研究及应用,通过将矿山能源互联网建设与露天煤矿产业发展相结合,构建源网荷储协同优化的分布式智能电网能量管理系统和安全高效的分散式模块化储能支撑系统,在实现矿山电卡用电全面绿色化的同时,为其他企业降低用能成本、减碳降碳提供了行之有效的解决方案。

基于源网荷储一体化的计算模型与能源优化配置方案研究

为提高新能源的整体利用率,降低对大电网的调峰需求,需要对源网荷储一体化项目的新能源规模、负荷需求、储能容量的配比计算模型进一步优化研究。基于产业基地的风光资源出力特性,以制氢负荷侧需求优先为消纳原则,通过合理搭配风光规模,优化储能配置,实现新能源就地消纳,提高绿电制氢的消纳占比。经分析,该产业基地电源配比方案合理,有助于节能减排,在提高能源发展质量方面具有借鉴作用。

基于源网荷储的优化调度技术研究

随着社会的快速发展,人们对于电力能源的需求不断增长,用电量不断提升。随着全球环保形势的日益严峻以及传统资源的不断减少,对电力行业的发展也带来的一定的影响。可再生能源发电是当前世界各国研究的主要方向,其不仅具可再生、可持续等优势,同时也具有环境友好性强、清洁等特点,是未来能源发展的重要趋势。不过由于技术及环境等方面的原因,目前多数可再生发电仍然存在间歇性以及波动性等方面的特点,对电力系统的稳定安全运行造成一定影响。基于源网荷储的优化调度技术是解决可再生能源消纳难题的重要手段。本文结合电力调度系统的基本架构,分析源网荷储优化调度的目的,最后进行了相应的案例分析。研究表明,基于源网荷储的优化调度可以有效提高电力系统的运行经济性和稳定性。

“双碳”目标下“源网荷储”一体化项目优化研究

山西省以“煤”为主的能源结构、一次能源消费多、碳排放总量高的特征明显,能源结构转型优化,产业结构调整已经成为我省能源发展的必由之路。源网荷储一体化和多能互补发展是电力行业坚持系统观念的内在要求,为实现“双碳”目标,更好地实现源网荷储一体化在实践中应用落地。本文分析了典型源网荷储一体化模式特征,建立了源、网、荷、储各要素协调配置的数学模型,并通过实际案例分析,阐述企业如果实现“源-网-荷-储”四个环节整体协调优化发展。

基于人工智能技术的源网荷储协同互动研究

源网荷储之间的高效率协作是新能源电力系统的一个重要特点,人工智能技术则是实现源网荷储之间的高效率协作的关键技术。文章主要就人工智能技术支持下的源网荷储协同问题进行分析,探讨人工智能技术赋能协同的应用瓶颈。在此基础上,深入探索基于人工智能技术的源网荷储协同互动创新路径。在路径探索方面主要围绕人工智能技术泛化性研究推进源网荷储协同运行态势灵活自适应、大规模模型研究推进源网荷储协同多模态运行特征融合、联邦学习法赋能源网荷储协同开放安全三个方面展开。

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。