考虑主动配电网下多区域综合能源系统间电能交互的优化调度策略

碳达峰碳中和的背景下、主动配电网(active distribution network,ADN)下多主体间能源共享有助于消纳弃风弃光。但随着各微网内风机光伏容量日益增加,每日微网净负荷峰谷趋势变化明显。传统分时电价逐渐很难发挥对微网的削峰填谷作用。提出考虑主动配电网下多主体能源共享调度策略,以主动配电网向下级微网的售电收益减去向主网购电成本所得净收益最大为目标函数,充分考虑下级多微网在电网议价下以微网自身运行成本最低为目标的调度自主性,运用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件将下级多主体电能共享联盟运行成本最低的目标转化为上级目标的约束条件。引入KKT乘子,同时运用大M法对非线性约束进行线性化处理,提高模型求解速度。在MATLAB的Gurobi环境下,对连续的上下层耦合变量乘积进行离散化处理。最后,在IEEE33节点的主动配电网算例中验证所提模型的有效性。

考虑需求响应及电能交互的多微电网优化调度

为了进一步提升多微电网系统的经济运行水平,首先分析了配电网侧微电网的具体结构,包括光伏、燃气轮机、需求响应负荷以及电储能单元,其中需求响应负荷包括可中断负荷、温控负荷;接着构建了考虑需求响应及电能交互的多微电网日前调度优化模型,以多微电网整体的用电成本最低为优化目标,各单元的运行约束与电能交互限制为约束条件;最后以三个微电网的微电网群为算例,验证所构建模型的有效性,其能够有效降低多微电网系统的运行成本。

基于需求响应及电能交互的多微电网优化调度研究

为了提高微电网运行效益,降低电网调度可能造成的用户用电成本,文章基于电网差异化负荷需求侧响应能力与电能交互,提出微电网优化调度新思路。建立微电网分布式电源及典型负荷数学模型,设定目标为运营成本最小化分时调度,对电网的多项分布式资源运行状态实时决策;利用模型对电网调度响应机制进行探讨,以实现微电网内部可转移负荷的实时优化调度,通过应用Shapley算法公平、合理分摊各微电网对电网总运营成本的边际贡献率。研究结果证明,文章提出的多微电网优化调度策略与单独交易策略相比,明显降低了各微电网主体的成本投入,在提高经济效益的同时缓解了电网高峰负荷时段的供电压力。

考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO_2排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统"以热定电"和"以电定热"运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。

计及需求响应和电能交互的多主体综合能源系统主从博弈优化调度策略

针对区域综合能源系统多物理系统耦合和多利益主体参与特点,如何考虑各运行主体调度地位与调度诉求,实现计及各异质能流差异化需求响应的均衡优化调度是当前亟需解决的重要问题。首先,充分考虑各园区特性建立含电、热、冷的多负荷多类型综合需求响应模型。然后,以系统运营商为领导者,各园区负荷聚合商、储能电站和风电场运营商为跟随者,构建一主多从双层博弈均衡模型。上层通过迭代优化园区售能价格和响应补偿单价,基于需求响应模型确定用户响应方案。下层优化储能电站充放能、风电场供能以及各园区内各类能量转换耦合设备的出力,为系统运营商提供运行指导。最后,通过算例分析验证所提策略和模型在促进各主体投资建设和参与统一调度的积极性和提高多主体综合能源系统综合利润方面的经济性。

考虑电能交互共享的虚拟电厂集群多时间尺度协调运行策略

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)作为整合“源-荷-储”多环节资源的新一代智能控制技术,能够打破地域限制,实现广域范围内的能源互联共享。为应对同一区域内不同VPP“源-荷”资源差异性,解决分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)波动性与用电行为不确定性造成的功率实时平衡问题,引入集群服务商对包含多类型VPP的集群进行合理管控,构建包含多异质DRE、可控机组、储能、电动汽车以及可控负荷的VPP集群系统架构。对VPP集群内部电能互济进行独立定价以激励VPP参与联合调度,针对随机变量可预测性和累积误差随决策时间推进逐步增加的特性,建立包含日前协调调度与日内滚动优化的两阶段联合优化模型,日前阶段侧重于多VPP集群参与外部市场交易和内部电能互济,日内阶段侧重于VPP功率平衡降低偏差,形成多VPP间电能共享交互的多时间尺度调度策略;最后,以整合不同分布式能源的多VPP集群系统为例进行仿真分析,结果表明,通过多VPP协调互动和多时间尺度滚动优化,有效改善VPP集群系统电能均衡问题,显著提升整体运行经济性。

考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置

多个冷热电联供型微网通过区域配电网进行连接构成多微网系统,可有效提高区域冷热电多微网系统的总体运行效益。提出一种考虑电能交互的冷热电区域多微网系统双层多场景协同优化配置方法。考虑风光出力的不确定性和相关性,提出基于非参数核密度估计和Frank-Copula函数的风光出力场景生成方法,得到典型日风光出力序列;以多场景下多微网系统年化总投资成本、维护成本与运行成本综合最低为目标,建立多微网系统规划与运行相结合的双层多场景协同优化配置模型;基于某地实测数据生成典型日风光出力场景,通过算例分析多微网系统中设备配置、设备出力和负荷平衡情况,结果表明,考虑电能交互会影响多微网系统中设备出力,并能够降低多微网系统的年化总成本,验证了所提配置方法的有效性和经济性。

基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制策略

多能互补综合能源系统(Integrated Energy System,IES)是提高分布式新能源渗透率和增强终端能源消费灵活性的重要手段,针对现有技术在多能系统对外能量特性建模和多系统交互策略方面研究的不足,文章提出了一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法,基于多代理技术构建楼宇-代理商-配网三层能量交互架构,以描述系统对外特性的虚拟储能模型为交互接口,量化分析管控多楼宇和并网储能、微燃机等多能分布式资源的代理商的虚拟储能。在此基础上,按照系统空间范围扩大递进分析,构建基于多代理的综合能源系统用能协调控制策略,该策略能够根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级综合能源系统的资源,尽可能实现自治运行。

基于IES600系统的电能质量文件导出应用

为了准确、快速监测、分析和改善电力系统电能质量,山西省电力公司基于各地区电力调度系统(部分地调为集成电子IES600系统)、OMS系统、可靠性分析系统形成了一套电能质量在线监测系统。该IES600系统以PQDIF规范为基础,采用CIM模型并结合XML格式作为元模型框架,以本地电力系统模型、实时遥信遥测数据及历史数据为基础,定时自动生成电能质量文件,并使用MD5算法生成校验码以保证文件传输安全性及完整性。

考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度

为促进微网间能量互济及提高系统运行经济性,提出考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度模型,该模型包括日前和实时两个调度阶段。在日前调度阶段,以计及储能运行成本和负荷调度补偿成本的微网运行成本最低为目标建立多微网优化模型;在实时调度阶段,基于储能日前充放电计划及可再生能源和负荷功率波动,构建发电微网和用户微网之间的Stackelberg主从博弈模型,以协调微网间电能交互。同时发电微网之间的价格竞争通过非合作博弈进行模拟,用户微网的用电行为通过演化博弈进行模拟,并证明博弈模型均衡解的存在性。最后通过算例分析验证所建模型的有效性与经济性。

考虑碳排放的智慧园区配电网协同调度优化策略

智慧园区内工厂流水车间和电动汽车充电站是重要的能源消费实体,在配电网中充分利用前者的运行特性和后者的储能特性对两者进行协同优化调度,可以实现系统运行灵活性和运行效率的提升。首先,考虑了包含碳排放的智慧园区配电网中流水车间和电动汽车充电站之间的电能交互,并提出针对流水车间和电动汽车充电站的协同优化问题,以降低系统的运行成本和碳排放量。然后,根据决策者的风险偏好,基于信息间隙决策理论,分别提出风险追求调度模型和风险规避调度模型,相应优化问题的求解结果可为决策者提供调度方案。最后,基于一个包含流水车间和电动汽车充电站组成的智慧园区配电网交互系统进行算例分析,验证了所提模型在降低系统运行成本和碳排放量方面的有效性。