蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

随着风电接入电网比例的不断提高,冬季供暖期常规电源调峰能力不足造成的风电消纳受阻问题凸显。而在“三北地区”快速发展的大容量蓄热电锅炉负荷具有良好的可时移和连续调节特性,若参与系统调节,可有效提高系统的调峰能力,缓解风电消纳受阻问题。基于此,提出了一种蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法。首先基于冬季供暖期系统“下调峰”能力不足造成风电受阻的问题,分析了蓄热电锅炉负荷的可调节特性,以及蓄热电锅炉负荷参与调节消纳受阻风电的作用机理;然后,以受阻风电消纳量最大和蓄热电锅炉用电成本最小为优化目标,建立了蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制模型并进行求解,提出了源荷优化控制方法。最后,利用某区域电网实际运行数据进行仿真分析,验证了蓄热电锅炉的优化控制对提高冬季供暖期风电消纳水平的可行性和有效性。

电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

大规模的电动汽车负荷可增加电网系统的调峰能力,消纳受阻风电。文章首先根据系统负荷和风电出力特性分析其受阻原因;其次,通过对电动汽车充放电特性、可时移特性和SOC模型的分析,建立了电动汽车充放电模型,并提出相应策略;然后,以电动汽车消纳后的风电剩余受阻量最小为目标,建立电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制模型,并利用差分进化算法对模型进行求解;最后,以某地区电网实际数据进行仿真计算,验证电动汽车参与受阻风电消纳协调控制的可行性与有效性。

融合阶梯式碳交易与需求响应的源荷协同优化

为实现多能互补的区域综合能源系统的低碳经济运行,提出一种融合阶梯式碳交易需求响应的源荷协同优化运行方法。首先,通过引入阶梯式碳交易机制和电转气设备来提高源侧可再生能源的消纳水平并降低碳排放量;其次,在负荷侧引入考虑用户满意度的电气热多能耦合的激励型需求响应,并结合调峰收益实现多元负荷的削峰填谷;基于此,建立考虑碳交易与需求响应的区域电气热综合能源系统优化运行模型;最后,算例结果表明所提调度模型能够优化电气热负荷曲线并降低系统碳排放,实现区域综合能源系统的源荷协同降碳和经济性运行。

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。

蓄热式电采暖参与消纳受阻风光的源荷协调滚动调度

蓄热式电采暖负荷具有时移性和连续可调性,可作为需求侧资源解决乡村地区新能源消纳困难与清洁供暖问题。当前实施的峰谷分时电价,不能根据源荷变化有效引导电采暖运行以消纳受阻风光。因此提出采用场景法描述风光荷的不确定性,根据源荷峰谷时段变化确定分时电价。并且考虑电采暖响应分时电价时出现用电同时率高问题,引入需求价格弹性系数,建立以蓄热式电采暖运行成本和系统负荷峰谷差期望最小的日前日内源荷协调优化模型,滚动调整每时段各灵活资源出力。最后,通过仿真验证模型的有效性。

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。

考虑碳排放目标的配电网源网荷储优化调度研究

本文针对电网运行中碳排放问题,提出了一种基于碳排放目标的优化模型。通过建立数学模型和目标函数,将碳排放量最小化与电力供需平衡相结合。考虑电网的物理约束和发电能力限制,采用启发式算法求解非线性规划问题,并通过试验结果验证了该模型的有效性和可行性,有效降低碳排放量,提高电网的可持续发展,促进环境友好型社会的建设。

基于蒙特卡罗树搜索和ε约束算法的配电网源网荷储协同运行优化方法

配电网负荷侧和需求侧出现的大量灵活资源给网络运行带来了较大不确定性。为了充分调动各种灵活资源、改善网络的运行状态,提出了计及源网荷储的协同运行优化模型。该模型以降低系统运行成本及提高电源侧和负荷侧的曲线相关性为目标,调控资源包括配电网中的分布式电源、可响应负荷、储能系统以及网架结构。针对多时段优化问题的复杂性,提出了基于蒙特卡罗树搜索和ε约束算法的联合求解方法,该方法同时还解决了传统配电网动态重构方法对重构时段划分不够客观的局限性。最后,通过对PG69标准配电网系统进行仿真分析,验证所提方法的有效性。

考虑源网荷储协调优化的主动配电网网架规划

针对源网荷储的协调优化,以年综合费用最小为目标,建立了主动配电网网架三层规划模型。通过三层模型的相互传递与配合,对配电网中的分布式电源、可中断负荷、配电网架以及电池储能进行协调优化,采用基于树形结构编码的改进遗传算法与原对偶内点法相结合的混合求解算法对所提模型进行求解。29节点系统算例验证了本文所提方法的正确性和有效性,并表明在配电网架规划中考虑源网荷储的协调优化可有效降低网架规划成本、改善配电网负荷特性。

多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型

针对我国大规模风电消纳受阻问题,提出了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。文章分析了多形态可控负荷参与调节对消纳受阻风电的影响,研究了多形态可控负荷的调节特性,并建立了可调节模型。在此基础上,分别建立了多形态可控负荷参与风电消纳的日前荷源电量优化模型以及日内功率优化模型,并综合日前、日内荷源优化模型,建立了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。采用该模型可深入挖掘多形态可控负荷的互补调节能力,提高风电消纳水平。通过算例验证了该荷源优化模型的可行性和有效性。

含柔性电热负荷响应阈值的源-荷-储协调优化模型

大量热电联产机组在"以热定电"的传统方式下运行,机组受供热负荷的限制,导致系统调峰能力不足,进而造成大量弃风弃光。为了提高系统新能源消纳能力,在电源侧增设电锅炉、储能装置进行热电解耦,在负荷侧利用柔性电负荷的激励响应特性和柔性热负荷的供热舒适度模糊性来调整负荷变化,提出一种含柔性电热负荷响应阈值的源-荷-储协调优化模型。模型以新能源消纳量最大和系统运行成本最小为目标;定义柔性电热负荷响应阈值约束和用户响应满意度,利用用户响应满意度修正柔性电热负荷响应阈值约束,通过改进多目标粒子群算法对模型进行求解。算例仿真表明:相比于源、荷单方面优化调度,源-荷-储协调优化能够进一步提高新能源消纳能力,降低系统运行成本;决策者可选择合适的柔性电热负荷响应阈值来兼顾新能源消纳目标和用户满意度。

考虑源荷储协同优化的增量配售电公司决策模型

增量配售电公司(IDR)具有灵活性资源多元化、经营方式复杂化的特点。合理制定购售电策略、充分利用灵活性资源是IDR提升市场竞争力的关键。为此,考虑源荷储规划和运行的特点,提出了IDR多时间尺度源荷储协同优化综合决策模型。首先,从当前中国电力中长期交易向现货市场过渡的实际需求出发,构建了基于电量合约分解曲线的IDR购电模型。其次,采用用户价格弹性和消费者心理学理论模拟了零售环节中用户的合同类型选择与可中断负荷响应行为。然后,以最大化经营利润为目标,构建了面向IDR合同购电组合、售电定价、用户侧可中断负荷采购与调用、储能配置与运行等决策的综合优化模型。最后,以某区域IDR为例进行仿真分析,结果表明通过综合优化源荷储决策,IDR可以灵活应对合约价格和代理用户结构的变化,最大化自身利润。

基于深度学习和智能在线场景匹配的配电网源网荷储无功协调优化策略

配电网源网荷储协调优化是消纳可再生能源的重要手段,其中,无功优化可保障系统安全可靠和经济运行。该文提出了一种基于深度学习和智能在线场景匹配的配电网源网荷储无功协调优化方法,它充分考虑到运行场景的特性,直接利用配网运行大数据离线生成历史场景库并基于多目标粒子群优化算法离线构建历史策略库,再基于不同优化目标和K-means聚类算法对历史场景库和实时待优化场景进行两次分类,然后以历史场景库为训练集,以实时待优化场景为测试集,基于深度神经网络实现智能在线场景匹配,通过匹配效果评估匹配历史策略或在线优化分配无功优化方案。最后,在IEEE 30节点仿真模型接入分布式光伏、储能和电动汽车充电站等随机负荷进行算例验证。结果表明,方法可灵活、有效地对系统进行协调无功优化,不依赖于模型和参数,极大地提高了决策效率。

考虑高载能负荷消纳受阻风电收益的荷源协调优化方法

高载能负荷是消纳受阻风电的有效途径,在消纳能力约束下,考虑其经济收益成为消纳受阻风电的关键。文章首先考虑风电预测误差对高载能企业收益造成的影响,提出了基于预测控制理论(MPC)的高载能企业预测收益模型;然后构建了以高载能企业预测收益最大化为目标的荷源协调优化模型;再次采用封装搜索迭代的方法,将非线性优化模型转化为若干次简单线性优化模型,并进行求解;最后通过算例分析,验证了所提方法的有效性。

促进风电消纳的源-荷联合优化调度

针对我国弃风问题,将光热电站与风电联合运行,利用其出力的互补性以及储热装置的可调度性应对风电出力的波动性、反调峰性,平滑风电出力以及净负荷曲线,降低火电机组调峰的成本,提高风电利用率。但此方法受到储热装置容量的限制以及机组最小出力和旋转备用的约束,对弃风情况改善有限,因此在需求侧引入需求响应措施与光热-风电系统配合。以系统发电运行成本、弃风惩罚费用和需求响应成本为目标函数,考虑各种约束条件,建立了需求响应与光热-风电系统联合优化的两阶段调度模型,源荷侧配合促进风电最大化的消纳。设置4种情景进行算例分析,通过算例分析验证源荷联合优化策略的有效性。

基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法

受重复放电影响,电力系统各区域的调频控制偏差与电压基频波动较大,为此提出基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法。采用多维小波分解方法分解电网系统各发电机组的调频信号频谱,降低重复放电对各区域的影响。根据分解结果结合电力系统电路构成获得微分方程,并对微分方程进行推算与Park变换。在此基础上,提出电力系统协同控制模型的构建目标,考虑源网荷储优化拓展元素构建电力系统协同控制模型。模型主要以源网荷储优化思想作为框架,对源网荷储电力系统协同优化元素进行拓展,实现多源横向互补与源网荷储纵向协调。结果表明,源网荷储优化力度在30%~60%时,电压基频越来越稳定,并且调频控制偏差较小,说明所提方法实现了性能突破。

多目标优化的园区级低碳综合能源系统运行策略

低碳背景下,为解决工业园区能源需求和碳排放双重压力,构建由分布式可再生能源和清洁能源组成的低碳综合能源系统,首先建立园区低碳综合能源的源网荷储元件的数学模型,然后从技术、经济、能效和环境维度分析园区级低碳综合能源的源网荷储协同优化控制,最后设计自治、经济、低碳、高效和综合的运行策略,满足不同利益主体的目标需求。

基于源网荷储协调优化的主动配电网网架规划

在主动配电网(Active Distribution Network,ADN)网架规划中,使用分布式电源虽然能够避免能源枯竭问题,但输电能力的不确定性是电网运行的潜在危险。基于此现象,提出了使用电池储能和可中断负荷的协调控制进行优化,优先建立电池储能出力时序动态模型和A、B、C3种规划模型,然后说明总体求解流程,最后以某市电厂17个节点数据为基础进行算例分析,验证所提方法的有效性。

考虑储能荷电越限的高比例可再生能源系统的源荷储协调优化

为加快构建新型电力系统,推动“源网荷储”一体化进程,如何最大化发挥电网中可调节资源的调控能力已成为能源领域的研究热点。提出了一种针对高比例可再生能源系统的源荷储协调优化方法,考虑了储能过充/过放成本因素。首先,采用了罚函数模型,将储能的荷电状态约束转化为罚函数,当荷电状态超过设定的阈值时,即会增加储能过充/过放的惩罚成本,旨在提升储能系统运行过程中的安全性与经济性。随后,通过引入弃风弃光成本与可调节负荷的响应成本,对源荷储系统进行了全面的协调优化。这一策略不仅提高了系统的调节能力,还增强了可再生能源的消纳能力。最后,采用改进的IEEE 39节点系统进行仿真测试,验证了该优化策略的正确性与有效性。

面向新能源就地消纳的园区储能与电价协调优化方法

为促进园区新能源就地消纳,充分利用电价的优化调节能力和储能作为灵活资源的调节手段,提出一种储能与电价协调优化方法,构建双层源荷储协调优化模型以提高新能源就地消纳能力。首先,上层优化模型根据预测的净负荷功率曲线对分时时段进行划分,以园区运营商收益最大为目标对分时电价进行优化;其次,在下层优化模型中计及储能电池的容量损耗,综合考虑运营商成本和新能源消纳能力,以新能源就地消纳率最大为目标对储能进行优化配置。在此基础上,提出飞蛾火焰优化-粒子群优化(MFO-PSO)智能优化算法对模型进行求解。最后,算例分析验证了所提方法能够有效促进新能源就地消纳,并提高储能配置的经济性。