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。

考虑源荷协同的水风光一体化多时间尺度优化调度研究

以大规模、高比例新能源为主体的新型电力系统背景下,为解决中长期、短期水风光互补系统的电力质量、源荷协同矛盾的问题,本文提出了一种考虑不同时间尺度下水风光互补目标的水库优化调度决策,可实现不同时间尺度下的水风光一体化优化调度,指导水风光一体化系统的全周期运行过程。首先,从水风光一体化互补基本原理层面,阐述水风光一体化互补的机理、原则以及具体方法;其次,提出基于多时间尺度的以送电量为主、适应受端负荷的水风光互补调度多目标函数,构建水风光中长期—短期优化调度的多层嵌套调度模型,引入分层联合解耦、区间二分搜索算法求解;最后,通过不同时间尺度的水风光一体化场景与受端负荷特性确定边界,结合多目标函数构建水电中长期、短期优化调度方案。研究结果表明:利用水电灵活调节性能可有效提升中长期、短期水风光互补发电质量效益,同时增加对受端电力系统负荷的适应性。本次研究成果对水风光一体化系统的调度运行指导提供一定的经验借鉴和参考。

源荷协同下计及电转氢和电动汽车的含风电配网日前优化调度

高比例可再生能源接入,其固有的间歇性使得消纳问题日益突出。电转氢和电动汽车是实现节能减排的重要技术,作为灵活性资源参与电网优化调度,有利于可再生能源消纳。提出了一种计及电转氢和电动汽车的含风电配网日前优化调度模型,首先基于电转氢和电动汽车的储能特性和可调特性建立模型,实现负荷特性改善;其次结合系统风电消纳和削峰填谷需求,提出一种基于功率值和功率变化率的分时调度成本模型,形成了源荷协同的灵活性资源控制策略;最后建立了以经济性最优为目标的含风电配网日前调度模型。在改进的IEEE33节点配电网系统中开展仿真验证,结果表明本文所提出的调度方法可以有效降低系统调度总成本和负荷峰谷差,促进风电消纳。

消纳大规模风电的电力系统源荷协同调度

大规模风电接入电网将给传统调度体系带来新的挑战,充分利用负荷侧的可调度资源能缓解电网的调度压力。为了使发电侧和用电侧均参与电网的经济调度,对可中断负荷和可转移负荷进行建模,建立了含多种可控负荷的源荷协同调度模型;采用极限场景法处理风电的波动场景并调用CPLEX求解器进行计算。算例结果表明:源荷协同调度方式能使峰谷差下降389 MW,并提高电网的风电接纳能力,使最大能接纳的风电渗透率由11%上升至21%。

含虚拟储能的配网源荷协同区域稳定控制研究

为解决主动配电网中系统功率和电压波动等问题,在储能系统中引入虚拟储能,提出一种配网源荷协同区域稳定控制策略。首先采用双层源荷协同控制策略,上层控制采用分布式发电与储能系统的协调,下层控制基于蓄电池和虚拟储能的动态特性进行协同优化控制。然后建立源荷储系统优化配置模型,并寻求最优协同控制方案。最后通过算例验证了所提源荷协同控制策略的正确性和有效性。

计及辅助服务的微电网源荷协同调频优化控制策略

针对含高比例新能源微电网中调频资源缺乏且源荷参与调频意愿较低而导致的系统频率稳定性下降问题,通过辅助服务机制激励风电机组与可控负荷提供调频辅助服务,提出一种计及综合经济效益最优的源荷协同调频优化控制策略。该策略根据双馈异步风电机组调频、可控负荷一次调频、柴油机惯量调频以及一次调频计算提供辅助服务的效益和成本,综合考虑微电网的调频经济效益及调频效果,利用深度信念网络优化双馈异步风电机组的减载率、虚拟惯量、下垂控制及可控负荷的控制参数,实现双馈异步风电机组、可控负荷及柴油机多时间尺度的协同调频。通过搭建高比例新能源微电网模型仿真验证了源荷协同调频优化控制策略的有效性,使源荷提供辅助服务后能获得最优经济效益以及较好的调频效果,可有效挖掘源荷提供调频辅助服务的能力。

基于源荷协同的新能源消纳综合效益测度指标体系构建

文章对我国新能源消纳相关的新闻报道进行收集整理,对新能源消纳的现状进行分析,通过对新闻报道进行分析得到新能源消纳工作的环节,进而从电源环节、电网环节、用户环节以及政策调控环节构建基于源荷协同的新能源消纳综合测度指标体系,为区域新能源消纳综合评价工作提供支持。

基于源荷协同的电网调峰辅助服务方法研究

随着电力系统能源结构及负荷需求特性的变化。电网的峰谷差呈现加大的趋势，调峰问题日益突出。在电力市场改革背景下，响应迅速且成本更低的负荷侧资源参与电力系统调峰辅助服务将实现“源荷双赢”的局面。在相关研究的基础上，提出了一种基于源荷协同的调峰辅助服务方法，介绍了双边交易和集中交易模式下的调峰权交易实施流程和价格机制。算例结果表明，以工业负荷为例的负荷侧资源参与电力系统提供调峰辅助服务后，电源及负荷侧企业均可获利，该方法在辅助服务市场具有很好的应用前景。

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。

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。

基于数据驱动的源网荷储协同控制系统网络攻击关联性分析

源网荷储协同场景下,能源系统发展呈现多方数据交互频繁、多源数据融合的特点。随着安全防护大区外的终端接入不断增加,系统外部接口的多样化发展给传统以边界为核心的网络防护构架带来挑战。为保障源网荷储协同控制系统的安全,并对网络攻击进行有效识别,提出基于数据驱动的网络攻击异常事件关联规则分析方法。首先分析系统日志文件,建立异常事件序列;其次利用FP-Growth算法,生成源网荷储协同控制系统异常事件与网络攻击场景的关联规则;最后利用灰色关联分析算法,实现异常事件与攻击场景的在线匹配,建立源网荷储协同控制系统网络攻击关联分析框架,并验证了所提方法的可行性与有效性。

基于改进Nash-Q均衡迁移算法的源网荷储协同优化策略

为了充分发挥多类型储能资源的调度潜力,实现源网荷储协同优化调度,提出了计及电池储能、抽水蓄能、电动汽车的多类型储能调度策略。以低碳经济为目标,构建了考虑多主体博弈的源网荷储协同优化调度模型。为了在保证源网荷三侧整体利益的同时兼顾自身利益,基于Nash均衡理论,利用强化迁移学习技术,提出了一种基于改进Nash-Q的均衡迁移算法。利用K-means聚类使数据离散化,增设双结构经验池以提高样本利用率,从而有效提高了模型的泛化能力。基于实际区域电网的数据进行仿真验证,结果表明所提策略能有效降低系统的经济成本和碳处理费用,提高新能源消纳能力。

考虑源网荷协同的配电网分布式光伏储能多目标优化配置方法

常规配电网优化配置方法的经济性较差,基于此,本文提出考虑源网荷协同的配电网分布式光伏储能多目标优化配置方法。建模配电网各分布式储能设备的出力,并结合源网荷协同规划建立储能优化配置模型,设计约束条件,引入混合粒子群算法求解模型,得到最佳优化配置方案。测试结果表明,设计的储能优化配置方法运行总成本更低,可提高配网运行经济性。

电解铝负荷响应下的源网荷协同频率二次控制

针对新能源大量接入背景下电力系统频率调节能力紧张、旋转备用不足的问题,提出一种“源网荷”协同的二次调频策略。通过柔性直流输电(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)系统将拥有丰富可控资源的电解铝工业电网与传统电力系统互联,建立考虑VSC-HVDC功率支援的两端互联系统二次调频模型。基于互联系统频率控制模型构建分布式架构,在两端设计模型预测控制器,控制器在本区域内进行优化控制,定期进行信息交互,主动调节电解铝负荷功耗进行需求响应,减轻由功率支援引起的送端系统功率不平衡。最后以我国西部地区某工业电网的实际数据进行仿真验证了所提出策略的有效性。结果表明,在大扰动场景下,所提出的策略可以将受端系统频率恢复时间缩短约30%,同时在调控过程中,送端系统频率偏差始终保持在0.05 Hz以内,且电解铝负荷与VSC-HVDC系统参数始终处于安全范围内。

源网荷储协同主动配电网分布鲁棒优化调度系统

源网荷储变量的多维度性,导致负荷响应调度安排效果不佳。为解决该问题,提出了源网荷储协同主动配电网分布鲁棒优化调度系统。使用接口适配器,集成配电网数据,获取配电网可调度的容量信息。部署智能监测设备,确保数据不被篡改和窃取。将调度策略在配网综合调度中心预演,实现协同优化调度。计算系统停电损失期望,分析源网荷储供电可靠性。确定目标函数,根据源网荷储变量多维度性设定约束条件,构建鲁棒优化问题函数,优化主动配电网分布鲁棒性。充分利用主动配电网中的电力储能和负荷,配合可再生能源并网后,实现源网荷储与主动配电网良性互动。实验结果表明,该系统参与的调控阶段一致,且负荷响应调度与理想调度最大误差为0.01MW,能够良好调度安排响应负荷。

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。

计及可控负荷的工业微网源荷协同优化调度

含可再生能源发电的热电联供型微网具有较好的经济和环保特性,近年来逐步得到广泛应用。工业微网中的一些负荷需求灵活可控,是潜在的可调度资源。在工业微网运行中如何充分利用这些可控负荷,实施源荷协同优化调度,对提升微网运行效率、促进可再生能源消纳具有重要作用。在此背景下,首先构建了包含多类型可控负荷和可再生能源发电的热电联供型工业微网系统优化运行架构。然后,分别针对工业生产设备、暖通空调、电动汽车这3类可控负荷建立了相应的数学模型。在此基础上,发展了以能源消耗成本最小化为目标的工业微网源荷协同优化调度模型,并采用CPLEX商业求解器求解。最后,以某工业微网为例验证了所提模型的可行性和有效性。

计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型

为应对电源与电网规划建设脱节导致的"弃风"等问题,文中提出一种将电源电网协同规划的模型。同时,鉴于需求侧在电力供需平衡中的潜力,将电力需求侧的能效电厂也纳入电力规划统筹考虑,提出了源网荷协同规划的概念与模型。另外,针对风电等新能源发电给电力系统带来的不确定性,从随机性和模糊性两个角度予以分析和建模,并在源网荷协同规划模型中计及双重不确定性。最后,通过IEEE 30节点系统的算例应用,表明该模型能够有效协调电源与电网的规划建设方案以及能效电厂项目的开展,实现系统总成本最小化,并可合理确定风电机组建设规模,保障资源优化利用。