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。

智慧配电网源网荷储高效协同运行控制技术

分布式光伏、电动汽车、储能等多元化源荷资源大规模接入导致配电网“双高、双峰”特征日益明显,配电网面临观测难度增加、潮流分布不均衡、局部重过载、分布式电源消纳困难等问题,亟须开展现代智慧配电网源网荷储高效协同运行控制技术研究,构建“全景感知、柔性控制、多级协调”的智慧配电网调控新模式,支撑现代智慧配电网建设,提升现代智慧配电网运行调控管理能力。

源网荷储协同优化的主动配电网日前调度

在“双碳”目标下新能源发展迅速,但其出力的不确定性会影响电网安全稳定运行,主动配电网具备对各类分布式能源组合控制的能力,是解决目前存在的新能源并网问题的有效手段,同时需求响应作为控制负荷侧资源的有效手段,与主动配电网相结合能够有效降低源荷双侧不确定性对电网的影响。构建“源网荷储”协同优化的主动配电网日前优化调度模型,以主动配电网收益最大为目标,综合考虑电动汽车参与需求响应、电网安全、储能电池配置以及各组成单元的成本及约束条件。仿真结果表明:所构建的主动配电网优化调度模型合理,能够降低有功网损,减小尖峰负荷,降低负荷峰谷差,提高配电网收益。

基于增量配电网园区的源网荷储一体化平台建设方案研究与应用

为满足增量配电网园区对供电能力、电能质量的较高要求,落实可再生能源消纳能力,提出了一种增量配电网园区源网荷储一体化平台建设方案,对一体化平台建设的思路及架构展开研究,并通过新疆甘泉堡源网荷储一体化控制系统建设实例说明设计可行性。通过建设“源网荷储一体化、发配售电一条龙”的综合智慧平台,融合分布式光伏、风电、储能、换电/充换电站,实现增量配电网资源合理配置和绿色低碳能源高比例发展,充分发挥“源网荷储”灵活调节作用和实现能源互联网智能化应用,提高园区配电网供电的高稳定性和高可靠性,促进配电网建设,提高配电网运营效率,降低园区企业用电成本,从而推动产业转型、助力能源互联网建设和促进绿色低碳智慧能源快速发展。

计及源荷互补特性的“源网荷储一体化项目”优化配置

针对“源网荷储一体化项目”(后简称一体化项目)在风光消纳率、清洁用电率等方面的建设要求,提出了计及源荷互补特性的一体化项目优化配置方法。基于包含风光发电制氢负荷、可平移工业负荷、电动汽车快充站的一体化项目拓扑,建立了一体化项目内部的多类型负荷用电功率模型。提出基于分时Copula函数生成时序一致的风光联合出力场景集的方法,进而提出分为风光额定功率配比优化、容量配置优化、负荷接入位置优化三阶段的一体化项目优化配置方法。通过算例分析对所提方法的可行性和有效性进行仿真验证。

台风灾害下考虑多类型故障不确定性的源网荷协同弹性提升模型

针对现有弹性提升模型系统故障不确定性刻画不充分、源网荷弹性提升措施未协同的问题,提出了一种台风灾害下计及多类型故障不确定性的源网荷协同弹性提升模型。首先,构建了多类型故障概率分布不确定集,以刻画台风灾害下最严重、最可能、连锁故障3类典型故障的概率分布不确定性。接着,基于分布鲁棒优化思想,提出了长短期结合、源网荷协同的分布鲁棒弹性提升措施模型:针对台风灾害下最恶劣多类型故障概率分布场景,在灾前通过输电网扩展规划、快/慢机开机组合、输电网结构优化进行预防,灾中通过差异化切负荷和发电机调度进行抵御和响应。结合模型数学结构特征,基于Benders分解和列与约束生成思想,设计原始-对偶并行分解算法完成模型求解。最后,以IEEE-30节点和中国某区域261节点系统为例,研究了源网荷协同措施的弹性提升效果,验证了所提方法的有效性。

考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划

随着新能源大量接入配电网,新能源出力的不确定性和波动性给配电网规划带来了巨大挑战。在配电网规划中综合考虑源网荷储,可减少新能源不确定性和波动性对规划结果的影响。提出了一种考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划方法。首先,根据密度峰值聚类的思想提出了基于密度峰值改进的近邻传播聚类算法,对风光荷联合场景进行聚类获得典型日曲线。然后,以规划总费用最小为目标函数,建立了考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划模型,并基于二阶锥理论,将原非凸非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型。最后,在Portugal 54算例上进行仿真验证,证明了所提模型和方法的有效性。

考虑源网荷效益的峰谷电价与峰谷时段双层优化模型

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价的实际经济效用;考虑用户响应的不确定性,保证分时电价实行后的源网荷效益在一定范围内变化;峰谷时段划分与峰谷电价设计均以系统成本最低为目标优化得到,充分考虑峰谷时段划分、峰谷电价设计和用户响应行为之间的交互机理。仿真结果表明,与单独划分峰谷时段的模型相比,所提模型能够制定更优、科学性更强的峰谷时段和峰谷电价,进一步降低系统总成本。

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。

“源网荷储”协同助力陕西省新型电力系统建设

“双碳”目标战略背景下,国内电力行业以构建新能源为主体的新型电力系统为目标,积极开展相关研究并探索转型之路。陕西省风光资源丰富的资源禀赋与位于“清洁大送端”的区位优势决定其自身的电力发展路径具有重要的示范意义。以陕西省实际情况为基点,从源网荷储4个环节入手,分析了陕西省电力行业的发展现状与面临的问题,提出了“源网荷储”协同助力新型电力系统建设的思路。电源侧以新能源为主体,传统机组兜底保障为发展目标;电网侧积极向适应高比例新能源并网、多元化负荷接入、多市场主体参与的方向进行转变;负荷侧加强主动响应资源管理,并尝试构建面向新能源消纳的多能互补系统;储能侧尽快建立健全相关机制,充分发挥储能的支撑作用与新能源消纳潜力。最后给出了相应的可推广至其他省市地区的应用建议。

坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制:架构设计及前沿思考

为保障坦克装甲车辆电力系统在复杂环境中的安全可靠、优质高效运行,发展以主动弹性、协调优化、灵活互动为主要特征的车载电力系统是未来一代全电战车的重要发展方向。聚焦于以全电化为特征的坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制研究。从内在要求和外在驱动2方面阐述发展坦克装甲车辆电力系统的必要性和挑战;从架构设计的角度介绍车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制的核心内容及关键技术,包括极端环境下的主动弹性安全控制技术、正常环境下的多时间尺度优化调度技术以及大扰动源场景下的灵活动态调控技术。继而结合弹性电力系统的内涵,探讨基于弹性优化控制的坦克装甲车辆电力系统在面对极端或突发事件时的性能特点。为未来我国坦克装甲车辆电力系统的发展提供参考。

新型电力系统背景下源网荷储一体化项目友好性评估方法

随着双碳目标和新型电力系统的发展,源网荷储一体化项目逐渐成为电网内不可忽视的一种新业态,但项目的无序接入,会引起电网运行问题。从交互方式、系统接入、内部配置、规划进度共4个维度优选指标,通过层次分析法、熵权法和逼近理想点法构建了一套源网荷储项目对电网友好性的评估方法,该方法是新型电力系统建设过程中的重要探索。通过该方法对某省级电网源网荷储申报项目进行排序,其结果与该省源网荷储申报项目的优选结果一致,验证了方法的合理性和有效性。

“双碳”目标下电气化铁路源网车储关键技术研究

研究了电气化铁路源网车储一体化系统的基本架构,通过源网车储多环节协同运行,实现电气化铁路沿线分段构建的新能源微网与大电网共同为牵引供电系统供电,提升新能源消纳能力,优化系统潮流分布,促进能量就地平衡,降低投资成本,提高牵引供电安全性及能量综合利用效率。为推进电气化铁路源网车储一体化系统的构建,这里围绕综合能源利用率、技术经济性、供电可靠性和环保性等几个方面,探索了适用于多场景的评估方法,提出一套电气化铁路源网车储一体化评估体系。为了充分挖掘电气化铁路负荷消纳新能源的潜力,这里研究了源网车储一体化协同控制方法,并提出了多目标优化控制模型。该模型以运行成本最优、牵引供电安全系数最大为目标,以功率平衡、新能源发电能力、储能系统运行等为约束条件。最后结合实测负荷数据搭建了仿真模型,并通过算例仿真分析验证了方案的有效性。

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。

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。

基于源网限流贡献度配合的MMC-HVDC系统自适应故障限流策略

故障限流是保障直流输电系统安全运行的关键技术,现有源侧和网侧限流方法通常独立配置且未与故障严重程度相匹配,难以兼顾限流能力与设备成本。针对上述问题,该文提出一种考虑故障严重程度的源网自适应限流策略,利用源侧模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与网侧故障限流器(fault current limiter,FCL)的限流贡献度配合,实现主动匹配限流目标和故障条件的自适应限流。能够在保障限流能力的前提下,降低FCL配置成本及MMC降压运行对电网的不利影响。首先,分别定量分析源侧MMC与网侧FCL的限流贡献度,进而推导考虑限流贡献度配合的源网协同限流计算方法;基于此提出限流贡献度匹配故障严重程度的自适应故障限流策略;最后,在电磁暂态仿真中对所提策略的有效性进行验证。

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。

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。

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。

源网荷储一体化项目政策分析及开发策略探讨

根据我国《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》文件,部分省(自治区)相继出台源网荷储一体化项目管理办法、实施细则,或批复一批试点示范项目,对于单一法人与运营主体、建设一体化、专线直供与电网接入、反送电要求与储能配置等内容,提出了不同要求。本文通过分析相关省(自治区)已出台政策,解读政策关键要素,并基于政策合规、技术要求、经济可行性,提出区域(省)级、市县级和园区级源网荷储一体化项目开发策略及实施路径。