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-储一体化技术在园区配电系统中的应用

大规模分布式资源应用使得传统的园区配电系统安全经济运行面临着重大的挑战,针对该问题,分析了源-网-荷-储园区的整体架构,以及园区内源-网-荷-储协同调控的机理特性,并梳理了源-网-荷-储园区协同应用模式和相关应用技术,总结了源-网-荷-储园区协同模式的作用。

基于自适应ε-支配多目标粒子群算法的含SOP的主动配电网源-网-荷-储双层协同规划模型

提出了一种含智能软开关(soft open point,SOP)的主动配电网源–网-荷-储双层协同规划模型,以模拟实际工况并实现更加精细的规划。上层规划层,考虑了线路升级改造、储能(energy storage system,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;下层运行层,不仅考虑了典型日下变压器分接头调整、补偿电容(capacitor banks,CB)投切、需求侧响应(demand response,DR)、DG与ESS的调度,还基于三端SOP接入配电网的拓扑结构及数学模型,建立了运行层精细化的有功–无功协调优化模型,可对SOP所连支路间有功和无功功率进行连续调控,同时提供一定的无功支撑。上层采用改进二阶振荡粒子群算法求解,下层采用保留端点的自适应ε-支配多目标粒子群算法求解。最后用改进的IEEE33节点系统,对此双层优化模型进行了仿真和分析。结果表明,所提方法相较传统的规划调度方法,明显改善了潮流分布,降低了网损,减小了节点电压偏移量。

考虑需求响应的源-荷-储多时间尺度协同优化调度策略

为应对未来高比例新能源接入带来的挑战,需充分挖掘不同类型调度资源的可调潜力。为此,提出了一种考虑需求响应的源-荷-储多时间尺度优化调度策略,旨在通过源-荷-储参与电网协同优化调度,提高系统运行的经济性和可靠性。首先,分析了不同类型可调资源的特性,构建了多时间尺度滚动调度总体框架,将整体调度分为日前调度和日内调度2个阶段;其次,基于多场景随机规划方法,建立了以系统总运行成本最小为目标的日前、日内优化调度模型,并在保证系统可靠运行的前提下对模型进行求解;最后,采用改进IEEE-30节点系统进行仿真分析,验证了所提策略的可行性和有效性。

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因,且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发,利用弃风事件之间的耦合关系,配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题,提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先,分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后,分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次,构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型,并给出了模型求解流程。最后,通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真,分析验证了所提方法的有效性与可行性。

基于主从博弈的主动配电网分布式电源与独立储能协同规划方法

为进行电力市场改革背景下的分布式电源(DG)与独立储能的合理规划,文中以分布式电源运营商(DGO)和独立储能运营商(IESO)为投资主体,分别对配电网中DG和独立储能的安装容量进行决策。以DGO为主导者、IESO为跟从者构建主从博弈双层规划模型。针对独立储能制定了消纳新能源出力与电池余量套利相结合的运行策略,并引入交易电价,使DGO利用弃风弃光部分与IESO开展交易。采用标准粒子群算法与数学优化方法相结合的方式求解模型,通过IEEE 33节点配电系统仿真分析表明,所提出的规划方法可有效提高规划的经济性,有利于储能的市场化发展,同时可提高DG渗透率,减小弃风弃光率。

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。

可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了"网-源-储-荷"协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。

基于全成本电价的源-网-荷协同规划

提出了基于有效输电成本和全成本电价的源-网-荷协同规划模式、模型与方法。首先,基于结构化有效输电成本辨识方法,确定了输电投资的准许成本回收率。利用全成本电价体现终端负荷对电源及电网资源的利用程度,并通过分布式电源投资规划体现对全成本电价的响应。基于Garver’s 6节点系统的算例分析表明,所提出的基于全成本电价的源-网-荷协同规划模式能够充分体现终端负荷对电源、电网资源的利用程度,在节约自身用电成本的同时提升了电网投资的高效性、有序性、公平性,体现了激励相容的原理,实现了电力资源优化配置的目标。

源-网-荷-储协同调控技术研究

以源-网-荷-储协同调控研究为对象,针对源-网-荷-储调控研究现状提出了源-网-荷-储协同调度控制建设总体原则和总体思路,并从源-网-荷-储协同调控各环节设备全景信息感知、电网风险动态评估及智能决策功能、源-网-荷-储协同调控紧急防御系统、源-荷-储实时智能协同调控系统、区域冷、热、电的源-网-荷-储协调控制系统5个方面开展源-网-荷-储协同调度控制研究,为源-网-荷-储的互动和协同调控提供参考。

一种源-荷-储协同的电热微网联络线功率平滑策略

针对高渗透率电热微网联络线功率峰谷差和短时波动较大的问题,提出了一种源(燃气轮机)-荷(热泵群)-储(液态热储能和超级电容)协同平滑策略。利用各调控设备的类电池特征,建立描述各功率平抑设备运行状态的状态参数集(SOE)。分析燃气轮机电热耦合特征,引入燃气轮机参与功率平抑的发电调节系数和调控系数。提出热泵起停时间标识和最少热泵起停算法控制热泵开关状态。最后,实时追踪各设备的功率平抑潜力,动态调整联络线功率平滑目标,并通过模糊控制和复合滤波方法分配功率平抑任务,实现燃气轮机、热泵群和超级电容协同平抑功率波动中的低、中、高频部分。案例仿真证明了所提策略具有良好的功率平抑效果,同时具有经济性优势。

计及风-光-荷时序特性的主动配电网源-储规划策略

为提高风、光分布式电源在主动配电网中的渗透率,计及风-光-荷时序相关特性提出主动配电网源-储规划策略。针对风、光分布式电源以及负荷的时序波动特性,采用改进模糊C均值聚类算法合成风-光-荷时序全场景。综合考虑分布式电源渗透率、消纳水平、经济效益及电压偏差指标建立多目标规划模型。采用混沌粒子群算法进行求解,引入适应度计算改善其全局寻优能力,得到源-储多目标规划解集。通过对东北地区某47节点配电系统的仿真,得到源-储多目标规划方案,并根据电压累计概率密度对规划方案进行评价。结果验证了所提方法的正确性和可行性。

“源-网-荷-储”协同的园区微电网优化调度

园区微电网运行在"以热定电"方式下时,微型燃气轮机电能完全跟随热负荷,限制了微型燃气轮机在经济调度中的作用。针对这一问题,提出一种考虑微电网中央控制器(microgrid central controller,MGCC)信息、微电网运行约束、储能约束的"源-网-荷-储"4层模型,解耦了微型燃气轮机电热出力的强耦合性,采用改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对模型求解,优化微电网内各单元出力。将该模型应用于某微电网实际算例,并与"以热定电"、"电热分供"2种运行方式进行比较,分析结果表明,该优化模型能够实现"源-网-荷-储"协调调度,降低微电网运行成本。

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于集群划分的网-源-储多目标两步规划

针对高渗透率分布式电源(DG)集群接入配电网下的网-源-储规划问题,提高系统供电可靠性指标,将网-源-储规划问题分解成2个步骤进行。第1步考虑集群孤岛运行概率的DG集群网-源协同多目标规划;基于第1步规划得到的集群孤岛运行概率,进行第2步储能规划来保证各集群内接入的DG能够满足集群的孤岛运行。由于需要考虑集群孤岛运行以及网络连接不确定因素,对网-源协同规划模型中的可靠性指标的逆流计算与顺流计算方法进行改进;并针对网源协同规划模型的多目标问题,引入增广ε-约束法对多目标规划模型进行求解,该方法能给决策者提供更为全面的解集。以中国某地实际高渗透率DG配电网络为例,验证所提出的基于集群划分的网-源-储规划方法能够提高系统供电可靠性,并有降低网损和电压波动等作用。

一种“源-网-荷-储”协同优化调度模型

为在配电网调度中使每种资源的价值最大化,建立一种基于双层模型的“源-网-荷-储”协同的配电网优化调度策略,通过上下层目标的相互配合达到最终优化效果。首先,主要考虑分布式风电、分布式光伏在调动配电网中的可控负载和储能配合清洁能源出力的优化调度。其次,以最低年度综合成本为模型的上层优化目标,以负荷变化量最优为下层优化目标,采用实时优化的协调优化策略。最后,结合遗传随机权重粒子群算法求解优化模型,通过对IEEE 33节点系统进行仿真分析。仿真结果表明,基于“源-网-荷-储”协同的配电网双层优化模型是一种更有效且更经济的调度模型。

基于模糊与一致性复合智能算法的“源-网-荷-储” 协同控制策略研究

针对可再生能源与储能系统大规模并网使得电力系统成为“源-网-荷-储”多因素的复杂结构,提出采用基于模糊与一致性复合智能算法的“源-网-荷-储”协同控制策略来提升各因素间协同作用。分析“源-网-荷-储”各因素的互动特性与现有电能供应特点,构建协同最优化模型,利用模糊策略改进粒子群算法结合一致性算法的复合智能算法对最优化模型求解。仿真结果表明,利用复合智能算法对系统协同控制,能够显著增大可再生能源的消纳率,还能指导负荷积极响应电网调度。此外,复合智能算法相比单一智能算法在计算精度和运算效率上有大大提升。

配电网中分布式源-荷协同运行多目标优化的机会约束二阶锥规划模型

在双馈风电机组和光伏发电站等多种类型的分布式电源以及电动汽车接入配电网系统的情况下,考虑配电网电源出力和负荷的随机性,建立了含不确定性DG与EV的配电网优化模型。该模型以高置信水平的最小经济运行成本和最小有功网络损耗为目标,同时加入节点电压期望值最大偏差为惩罚函数,用全牛顿步不可行内点法进行求解。对IEEE33节点系统进行仿真计算并对比其他规划及锥规划的其他算法,证明了本文所提出的优化模型计算法的有效性。

考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划研究综述

随着电力体制改革的全面深化,具有清洁性、智能性与竞争性的增量配电网应运而生。增量配电网不仅结构灵活,同时鼓励多种具有间歇性的分布式电源与新型负荷接入配电网侧。传统配电网的规划技术已难以适应源-网-荷均存在不确定性的增量配电网。基于以上现状,在考虑源-网-荷不确定性的前提下对增量配电网规划研究进行综述。分别从增量配电网中新型源-网-荷发展现状,适用于增量配电网规划阶段的不确定性分析方法和常见的规划研究方法等三个方面进行归纳分析。最后给出了考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划总结与未来展望。

考虑不确定性的区域能源互联网源-荷-储协调优化

能源互联网概念的提出,为综合能源利用方式提出了新的思路。计及可再生能源出力和负荷预测不确定性,考虑区域内发电、储能、需求侧多种调度响应资源,采用多场景随机规划方法建立区域能源互联网的源-荷-储两阶段协调优化模型。日前考虑电价制定,以总社会福利最大为目标,确定第二天电价策略、需求侧响应情况及机组运行计划。日内以总运行成本最小为目标,对日前机组运行计划进行修正。算例证明所提出模型及方法能够充分调动发电侧与需求侧的响应特性,有效实现区域能源互联网系统的协调优化,保证系统的运行经济性和可靠性。