基于源网荷互动的分布式能源智能化全过程管控体系研究

社会发展对电力可靠性的要求越来越高,过去济南地区配电网停电较多,供电质量有待完善,客户满意度有待提升。通过分析原有分布式能源管理模式弊端,从分布式能源的规划、设计、建设、验收并网、运行管理等各个流程采取措施,实现分布式能源全过程、全透明、可视化管控,变"被动式独立运行"为"主动式智能运行",提升供电质量,提升供电企业品牌社会影响力。

源网荷互动运行仿真平台的设计与研制

针对源网荷互动的未来电网发展趋势,分析了其运行仿真技术的需求,提出了仿真平台架构,阐述了功能模块部署及数据流程。进而,对互动运行仿真技术进行了详细阐述,提出了基于层次数据库的互动资源建模方法,建立了与调控系统的数据通信系统,阐述了平台实时仿真机制,并对动态潮流的频率计算模块进行了改进。同时,对参与精准切负荷和频率响应的大用户及温控负荷的仿真方法进行了阐述。搭建了一套源网荷互动运行仿真系统,并对其仿真效果进行了分析。

面向源网荷互动的多级后备自动阻断系统设计与实现

针对目前电网潮流分布复杂,网络安全防御难度大,在攻防应对过程中存在识别率低、阻断可靠性无法保证等问题,借鉴继电保护思想,设计实现面向源网荷互动的多级后备自动阻断系统。系统能够通过入侵检测、路径重构、策略下发以及分布式阻断等措施对网络攻击进行阻断。整个阻断过程灵活且方便控制,对于源网荷工控系统安全稳定运行具有一定现实意义。

基于源网荷互动的分布式能源消纳方法

分布式能源发电的不确定性给电网公司消纳新能源带来了极大的挑战,电力物联网全域感知技术为分布式能源消纳提供了有效的数据支撑,故提出了一种基于源网荷互动的分布式能源消纳方法,构建了分布式能源总功率预测方法,采用自回归移动平均算法对新能源发电功率进行预测,并建立分布式能源发电波动影响因子,分析新能源发电波动对电网带来的影响。根据源网荷的互动情况,采用离群点自趋优算法,实现新能源机组有功功率精准控制,有效推动分布式能源的消纳。仿真验证表明:采用离群点自趋优的新能源机组控制算法能根据电网运行情况,自动调控分布式能源、电网资源,实现分布式能源最大化消纳,有效提高了园区分布式能源的经济运行水平。

“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。

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。

考虑源网荷储互动的台区峰谷负荷平衡方法研究

针对低压台区峰谷负荷平衡控制过程中供电效能耗损量较大、峰谷差率较高的问题,提出考虑源网荷储深度互动的低压台区峰谷负荷平衡方法。分析源网负荷深度互动,并构建相应的影响模型。选择低压台区峰谷负荷平衡电气参数,得到低压台区理论控制模型。根据多目标函数求解方法,设定峰谷负荷平衡目标函数与约束条件。利用变压器构建低压台区源网荷储平衡调整枢纽,实现低压台区峰谷负荷平衡。试验结果证明:此方法应用后供电效能耗损量较低,且供电单元的峰谷差率及负荷率也有所降低。该方法具有较高的应用价值,能够确保电力系统的平稳运行。

新型电力系统“源-网-荷-储”多元灵活性提升方法与路径

以高比例新能源为主体的新型电力系统在局部时段灵活性严重不足,需要挖掘各类资源的灵活性以提高电力系统多时间尺度可调节能力。探讨了不同时间尺度的灵活性供需平衡特性;总结了面向新型电力系统“源-网-荷-储”各环节的灵活性提升方法,突出各类资源的灵活性互补效果;分析了不同类型电力市场的交易机制相互配合衔接对提高电力系统多时间尺度灵活性的作用,可以联合提高灵活性资源的跨时空配置效率,有效释放电力系统多时间尺度灵活性。

源网荷储多元协同互动背景下的现货电力市场运营评价方法

在源网荷储多元协同互动背景下,传统运营评价方法已不能准确有效地描述现货电力市场的运行情况。结合国内外已有研究,首先构建了现货电力市场运营评价指标体系;随后采用基于级差最大化的层次分析法-熵权法的赋权方法求解指标权重,给出现货电力市场运营综合评价流程;最后基于某实际电力市场数据进行算例验证。结果表明,所提出的现货电力市场运营评价方法得到的综合评价结果能够反映市场的真实运营情况、发展状况及潜在问题。

基于源网荷互动模式的智能配电网调度业务优化

随着分布式电源/多样性负荷的大量接入,配电网结构和运行特性的变化对其调度与控制提出了新要求,配电网运行效率的优化提高成为智能配电网建设的重要目标和迫切需要解决的问题。对配电网调度业务、优化目标以及源网荷互动展开研究,提出了基于调度业务优化的源网荷协调互动流程,探索基于多时间尺度多目标的递进式调度业务优化思路,并提出了优化过程中的动态多时段划分方法。

智能电网“源—网—荷”互动运行控制概念及研究框架

开放互动是智能电网的重要特征之一。现有的互动研究主要集中在源网协调和互动用电等局部方面,缺乏对未来电源、电网、负荷复杂互动环境下电网运行控制的整体思考和系统性研究。文中提出"源—网—荷"互动的概念并讨论了互动内涵,认为电源、负荷与电网三者之间应进行协调互动以提高电网功率动态平衡能力。在分析实现"源—网—荷"互动面临的挑战的基础上,提出了智能电网"源—网—荷"互动运行控制的研究框架,包括基础理论、复杂互动特性分析、复杂互动行为建模、互动能力辨识、电网互动安全运行分析理论与方法、柔性互动协调控制策略与技术等6个方向,并结合需求对各个研究方向进行了概括和展望。

源网荷储互动背景下清洁供暖商业模式探索

清洁能源供暖是解决我国东北地区冬季可再生能源消纳的有效途径。首先,结合东北地区源荷特征分析清洁供暖的可行性及电采暖负荷与风电出力的源荷耦合特性;其次,在技术及市场机制层面分析清洁能源供暖的核心问题并提出解决策略,介绍了清洁能源供暖的交易框架,结合商业模式理论对清洁供暖商业运营模式进行探索;最后,总结展望未来我国清洁供暖商业模式发展方向。

虚拟同步机技术构建“源—网—荷”友好互动新模式

虚拟同步机技术是指通过模拟同步机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源或负荷具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性的技术。文章在新能源、可控负荷及其并网变流器大量接入电网的条件下,分析了基于虚拟同步机技术的"源-网-荷"友好互动新模式,其中应用虚拟同步发电机技术的新能源能自动与电网同步,跟随电网调整功率输出,阻尼系统频率的过快变化,变"弃风弃光"为自动同步;应用虚拟同步电动机技术的可控负荷可感知电网的状态,自动调整吸收功率的快慢,变"切负荷"为降功率运行,从而达到辅助电网故障穿越的目的。在火电机组仍为调频主力机组的背景下,虚拟同步机技术实际上加强了电网与新能源和可控负荷的联系,有助于提高新能源/可控负荷的生存能力,有助于共同维持系统的稳定运行。

含光伏发电与储能的配电网基于源—网—荷互动模式下电压安全最优控制策略

针对光伏发电与储能设备大量接入配电网,考虑多种电压无功资源协调的电压最优控制问题,该文研究“源-网-荷”互动模式下的含光伏发电与储能配电网最优电压控制策略。采用LQR理论,建立含光伏发电与储能配电网最优电压控制模型,并针对含光伏发电与储能配电网稳态运行点多变且模型和参数信息不完整或不精确的情况,引入ADP算法设计最优控制策略的在线计算方法。算例仿真表明,基于ADP的最优电压控制策略可以在配电网和分布式光伏的不同运行情况下取得良好的电压改善效果。因此该方法适用于电力系统在线控制应用。

计及需求响应的网源荷智能互动风险控制策略

为了控制分布式能源大量并网导致的配电网运行风险,提出了一种基于价格型需求响应的网源荷智能互动风险控制策略。首先,建立了需求响应模型,包括考虑分布式光伏电源出力特征的实时电价模型以及家庭用电负荷模型;在此基础上,建立了同时考虑经济与安全的风险控制模型,该模型以社会效益最大化为目标,满足配电网运行约束、需求响应约束以及通信约束;最后,采用改进型天牛须搜索算法来求解风险控制模型。通过算例验证该文所建立的风险控制模型。算例中分布式电源以光伏为主,自弹性系数取-0.02,互弹性系数取0.0032,设定单位光伏电能补贴金额为0.5元,固定电价为0.5元,风险控制后的用电费用和发电成本较风险控制前分别减少了8.68%和30.78%,并且社会效益增加了9.17%。

考虑清洁能源消纳的源网荷储互动交易实践

江苏电力交易中心有限公司从省情、网情、市场生态出发,积极研究、拓展清洁能源消纳的源网荷储互动交易。一方面针对源网荷互动的未来电网发展趋势,分析了市场主体交易需求,提出了源-网-荷-储电力市场交易平台架构,阐述了功能模块部署;另一方面根据互联网汇集大范围、点状分散的清洁能源、储能设施及需求侧资源的互动特性和参加交易的实际需求,在传统主板电力市场基础上,提出满足激励相容原理,促进区域市场交易主体主动深度互动的双层市场结构及其下沉式子市场,提出3个源-网-荷-储互动交易品种,提出计及预测不确定性的时间分段连续航空机票超售出清算法。在江苏淮安(金湖)、苏州地区开展实践,组织正式交易和结算,验证了两层市场结构的可行性和经济性。

源-网-荷互动的虚拟电厂分布式协同控制探究

在我国科学技术发展的过程中,新能源智能配电网快速发展,源-网-荷互动逐渐频繁,其中虚拟发电厂有灵活的组织结构,并且应用了不同技术全面克服了用户与发电厂之间的界限。该文提出了一种基于多智能体系的分布式协同优化控制策略,在通信网络中应用一致性算法进行二级优化控制,从而对参考电压与频率进行全面修整,以此来对分布式设备功能率进行精确分配。

考虑源网荷储互动的配电网降损辅助决策系统

配电网降损方案是节能减排的关键,由于传统无功补偿的降损方案中容量与位置选择缺乏准确指导,导致配电网降损效果不理想,设计考虑源网荷储互动的配电网降损辅助决策系统。系统以计算并降低电能损耗为目标,采用三层网络结构设计,实现数据后台功能、潮流计算功能、考虑源网荷储互动来实现降损决策功能。应用实例结果表明:所设计系统可以降低4.97个百分点的电能损失率,配变容量为100 kVA的低压台区日降损为28 kW·h,验证了此系统降损性能表现良好。

“源网荷储”互动推动能源变革

经过长期发展,我国已成为世界最大的能源生产国和消费国。然而,以传统化石能源为主的能源结构、以高能耗高污染为主的产业结构和以低效率高排放为主的用能方式,带来生态破坏、环境污染和气候变化等一系列严峻挑战,推动能源变革、实现能源清洁低碳转型已经刻不容缓。

面向区域能源互联网的“源-网-荷”协同规划综述

区域能源互联网是解决当前能源与环境问题的重要途径。在区域能源互联网逐步构建,综合能源市场快速发展,“源-网-荷”互动日益增强的现实背景下,有必要将电力、天然气、热力和交通等多能源系统的规划结合起来,把能源转化利用与综合需求响应结合起来,把供能网络规划与源、荷能量枢纽规划结合起来。在介绍区域能源互联网概念、特征与源、荷模型基础上,分别从“网”络层面对多供能网络联合规划进行梳理,从负“荷”层面探讨联合规划中综合需求响应策略及其影响。在此基础上扩展到“源-网-荷”综合的系统层面,对基于能量枢纽的多能“源-网-荷”协同规划进行讨论。最后对相关领域未来研究方向进行展望。