基于元学习的源网储融合型屋顶光伏能量双向交互控制模型

在应用屋顶光伏时会存在内部不稳定情况,因此,研究基于元学习的源网储融合型屋顶光伏能量双向交互控制模型来解决该问题。利用多元学习方法构建负荷预测模型,利用该模型实现设备层中源、网、储等多个控制器的负荷预测,经微电网层传达负荷预测结果并以此为依据控制配电网主网和微电网,能量交换层接收该控制结果,处理后制定最优控制方案重新传输至微电网层与设备层光伏能量实现交互控制。模型中的能量交换器使用边缘计算框架采集与分析控制数据,将这些分析结果作为多工况下能量交换器控制策略的依据实现光伏能量双向交互控制。试验结果表明,该控制模型能够准确预测负荷变化,同时能够多工况下控制功率变化,具有较为良好的控制效果。

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。

计及运行灵活性的中压配电系统源-网-储协同扩展规划

为适应新型配电系统中分布式电源(DG)与负荷的双重波动性,需要对源、网、储进行协同配置以满足系统运行灵活性需求。为表征配电系统运行灵活性水平,从灵活性供需平衡、净负荷曲线平滑度和线路传输均衡性3个方面提出了净负荷适应率指标、净负荷波动率指标和线路负载裕度均衡性指标,并建立了考虑这些指标的配电系统源-网-储3层扩展规划模型。其中,上层和中层以年综合成本最小为目标对配电线路、DG和储能进行优化规划;下层以运行灵活性水平最高为目标进行运行优化。采用复合聚类算法生成配电系统典型规划场景,并以改进后的粒子群算法和非支配遗传算法双层嵌套的形式求解3层扩展规划模型。最后,基于改进的IEEE 33节点系统验证了所提规划模型的有效性和优越性。

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。

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。

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。

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。

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。

“源-网-荷-储”互动下适应多元主体需求的灵活性交易机制研究

“源−网−荷−储”互动模式下,不同类型的电力资源得以相互结合,突破了电力生产消费的流通壁垒,在主体类型、交易品种、组织方式、出清方法等方面都发生了较大变化。源网荷储互动要求多能源、多主体同台竞价,不同市场主体的物理经济特性和交易需求对现有交易机制提出了巨大挑战,传统分时出清模型难以兼顾各方诉求,交易品种及申报方式缺乏灵活性,难以真正发挥互动特性,因此,亟需设计更加多样、灵活的市场化竞争机制。首先从“源−网−荷−储”互动模式理念出发,分析其发展的关键因素,然后对“源−网−荷−储”互动模式下的电力资源特性进行分析,总结多元主体的交易特性。基于此,对交易机制进行设计,提供满足多元主体需求的灵活性交易机制,并构建市场出清模型。最后通过算例分析验证了所提市场机制的有效性,为“源−网−荷−储”互动模式发展提供借鉴参考。

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。

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。

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。

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。

“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。

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。

高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法与应用

集成应用分布式新能源、新型储能、柔性直流输配电等源网荷储技术装备,构建适用于高速公路长线型特点的绿色柔性供电系统,是交通用能低碳转型的重要路径。本文提出一种高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法,考虑交通负荷可扩展性和新能源出力随机性,通过全生命周期仿真模拟和边际效益分析对系统容量进行最优化配置。某典型高速服务区算例表明,所提方法兼顾规划准确性与计算可行性,实现交通动态增长的用能需求与随机波动的新能源供应之间的最优匹配,有效提升投资净收益。

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。

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。