大数据在配电运营监控技术中的应用探析

如今,大数据被应用的频率越来越高,被应用的领域也越来越广泛。这些领域应用大数据来进行数据处理以及资源整合,这不仅加快了工作的进度,还提高了工作的效率,大数据时代给人们带来的经济效益是人们无法想象的。利用大数据技术在电力系统运营减少电力故障对配电网可靠稳定运行的影响,是配电运营部门最重要的工作之一。而本文就将针对大数据在配电运营监控技术来进行分析。

大数据在配电运营监控技术分析

随着大数据技术的不断发展,越来越多的领域开始运用大数据技术进行数据处理与资源整合。如何利用大数据技术在电力系统配电运营中发挥作用,减少电力故障对配电网可靠稳定运行的不利因素影响,是配电网运营部门需要解决的重要问题。本文主要对大数据在配电运营监控中的作用、运营监控系统的数据处理技术以及数据应用技术进行分析,对于提高配电运营故障处理能力具有重要指导意义。

考虑动态过网费的分布式电能交易与配电网运营联合交互

随着“双碳”目标下分布式能源装机规模的增长,分布式电能点对点(P2P)交易数量与规模将持续增加,通过建立短期过网费模型与动态调整机制进行分布式交易与配电网的长期交互运营,能够有效促进配电网在新型能源结构下的运营与成本回收方式转变。首先,基于P2P交易对电网产生的额外短期运营成本,建立了包含线路占用成本、电压调整成本和网损成本3个部分的P2P交易过网费模型,针对P2P交易量小分散、高频实时等特点采用连续双向拍卖方式进行交易撮合匹配。然后,进一步设计了考虑线路利用率以及增量成本的动态过网费更新调整模型,同时建立了购售电用户参与P2P交易的报价报量策略调整模型,基于Vensim DSS平台和MATLAB软件进行了长时间尺度的联合交互仿真。算例分析表明,所提动态过网费可以释放出更强的价格信号,刺激P2P交易在利用率较低线路上的潮流分布,同时抑制利用率较高的线路产生较多的净潮流增量,达到“促低抑高”的效果,实现网络资产的有效利用。同时,收取过网费在未来较长一段时间内并不会损害用户参与P2P交易的积极性。因此,可以促进分布式交易与配电网的良性协同发展,实现配电网用户与公共配电网运营商的共赢。

计及能量-备用联合市场交易的含储能主动配电网运营策略

随着增量配电网运营权的全面放开以及电力市场化改革对储能的政策支持,深挖储能运行潜能,探讨其助力配电系统运营商协同参与电能量市场和备用市场的兼容性和运行模式,提升分布式储能利用率和配电网运行经济性是当前亟须解决的重要问题。针对分布式储能存储容量限制以及在主动配电网中的运行环境,分别建立备用可用性和可达性约束,提出了一种计及储能参与能量-备用联合市场交易的主动配电网运营策略。首先,阐述了以配电系统运营商为主体的总体运营模式。然后,对储能系统备用能力进行建模,量化储能容量限制下的备用连续调用能力以及潮流约束下能够送至根节点的备用容量。最后,考虑储能参与电能量市场以及备用辅助服务市场的能力,建立市场环境下主动配电网双层优化调度模型,以提升配电系统运营商的运营经济性及储能的利用率。仿真结果证明了所提策略的有效性。

基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置,用来获取低碳效益。同时,针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题,采用鲁棒区间规划进行处理。首先,构建配电网运营商(distribution system operator,DSO)与IEM联盟系统模型框架,分析其不同主体间的博弈关系。其次,对于双层博弈,分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者,以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者,以自身运行成本最小为目标,通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题,使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后,在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。

考虑需求侧管理的配电网运营效率指标体系研究

提高电网运营效率是电力公司工作的重要目标，也是评判电网规划建设、需求侧管理等相关工作的重要依据，实施需求侧管理项目可以削减电网高峰负荷，降低电网负荷压力，客观上使得部分电网投资得以避免，有效提高配电网运营效率。从经济效益和运行效率两个方面建立配电网运营效率指标体系。该指标体系可有效计算及实施需求侧管理项目的成本、收益以及相关运行指标，可较好的应用于需求侧管理项目的效果评估。

基于主从博弈的配电网与多微网双层优化研究

针对配电网与多微网系统(multi-microgrids,MMG)间的电能交互和能源协调问题,提出了一种配电网运营商(distribution system operator,DSO)设定电能交互价格的方法,以协调MMG系统的能量交易。构建了DSO与MMG的电能交易框架,分析了两者的主从博弈关系,并引进P2G与CCS联合装置(P2G-CCS)改进传统CHP机组,以降低碳排放;建立了基于Stackelberg理论的DSO与MMG主从博弈优化模型,通过上层DSO设定电能交互价格,引导下层MMG系统运行优化,使其对DSO的决策进行响应;利用二分法分布式优化算法结合CPLEX求解器对所建立模型进行求解。结果表明,该文提出的博弈模型有效地协调了MMG的优化运行,在碳排放方面,证明了CCS-P2G的引入,有效减少了微网运行过程中的碳排放量。

考虑重构策略的配电网可靠性增值服务双层博弈模型及其求解

竞争性售电市场快速发展,差异化可靠性服务前景广阔,但仍受信息不对称问题与“搭车”现象制约。为此,针对可靠性服务优先的配电网重构问题,搭建各市场主体间双层博弈模型。首先,基于最小路法定义了具有差异化与精准化特征的可靠性服务。其次,设计配电网运营商(distribution system operator,DSO)与可靠性服务聚合商(reliability service aggregator,RSA)的合同模式,分析DSO、RSA与用户三方的博弈关系。在上层主从博弈中,DSO为主方,RSA为从方,双方通过博弈实现各自效益,并确定重构策略与下层总费用;在下层合作博弈中,可用Shapley值法实现用户总费用的公平分配。在证明该双层博弈模型纳什均衡存在性前提下,采用分散迭代法可实现稳定求解。算例分析表明,所提方法在适当市场机制下,可精准保障停电时优先用户可靠供电,满足用户差异化的可靠性需求。

电力现货市场下的增量配电网运营研究

近些年来,伴随着我国中长期领域当中交易市场越来越成熟、逐渐启动的现货市场以及增量配电网这种运营权限的开放,当前市场当中已经将研究重点转向了以电力为基础的优势资本进行增量配电网试运营网点的竞争,以及针对增量配电网开展市场化的运营。对此,本文中,将以我国当前常见的中长期领域当中市场模式与当前现货市场主要发展导向为基础,致力于设计一个全新的有关电力的现货市场机制,同时针对这一机制当中的增量配电网相关产业链进行规划。希望能够通过本次分析,进一步促进我国在这一领域内的发展,推动可持续发展战略目标的实现。

考虑电价不确定性的主动配电网网损成本鲁棒优化模型

提高配电网的运行效率和可靠性是配电网运营商优化系统运行的主要目标,在开放电力市场中,市场电价波动可能会使得上述优化目标下不能够最小化配电网的网损成本。基于此,构建考虑电价不确定性的配电网运营商网损成本鲁棒优化模型。分析不同优化目标下电价波动以及需求响应和储能调度策略对配电网运行网损成本的影响,并给出在不同情境下的最优运行策略。IEEE 33节点配电网的仿真结果验证了所提模型的有效性。

市场环境下智能配用电系统分层协同优化运行:研究挑战、进展与展望

随着分布式资源在配电网中的比例不断提高,如何在市场化交易机制下实现配用电系统安全经济运行成为当下的研究热点。在市场环境下,配用电系统各层的运行管理面临着不确定性逐层加剧、市场规模快速扩展、市场交易与系统安全运行难以有效衔接等多重挑战。该文首先梳理市场环境下配用电系统运行优化的关键问题;其次,对传统解析优化方法的研究成果与研究中仍待解决的问题进行总结;然后,针对配用电系统市场交易、运行优化等问题特点,系统性地介绍深度强化学习技术,分析归纳深度强化学习在配用电系统中的研究现状。最后,提炼出贯穿配用电系统多层多主体协同优化问题中的三重研究需求,并对深度强化学习技术未来的应用路径与发展趋势进行展望。

北斗导航系统在配电网中的应用研究

北斗卫星导航系统凭借其安全性高和覆盖面广等特点,已在电力行业开展应用。文章结合配电网运行现状,首先分析了北斗导航系统在电力行业相关业务中的典型应用需求;其次开展北斗系统在配电网侧的应用方案研究,包括配电设备改造、混合通信网络设计,以及北斗运营系统的开发设计等方面;最后对其经济效益和社会效益进行分析,并提出下一步发展方向。

含多分布式能源聚合商的本地电力市场最优能源交易策略

分布式能源虽广泛存在,但单体容量小,导致其无法直接参与市场的能源交易。为此,提出了一种含多分布式能源聚合商的本地电力市场最优能源交易策略。首先,零散的分布式能源以多个聚合商的形式参与本地电力市场的能源交易,配电系统运营商作为系统所有者参与本地电力市场和上级电力批发市场的能源交易;其次,建立一个含多分布式能源聚合商的本地电力市场最优能源交易双层模型;最后,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、强对偶理论以及大M法等将该模型转换为单层模型进行求解。算例仿真结果表明,所提模型可以有效促进分布式能源参与电力市场能源交易,并提高系统运行经济性。

考虑负荷聚合商调节潜力的需求响应双层优化模型

需求响应参与电力系统调节是发电侧调节的有效补充。为了充分挖掘需求侧资源调节潜力,考虑电网、配电系统运营商(distribution system operator,DSO)、负荷聚合商(load aggregator,LA)之间的互动关系及交易模式,设计了配电系统双层优化模型,明确各主体在需求响应中的作用及交易对象。上层考虑DSO内部源荷储主体及LA的协调互动,以DSO利润最大化为目标进行配电系统优化调度;下层以聚合变频空调和电动汽车的LA利润最大化为目标,基于变频空调和电动汽车实际运行特性构建其需求响应模型,充分挖掘其调节潜力并制定负荷调节策略。在模型求解方面,通过Karush-Kuhn-Tucker条件和大M法将构建的双层优化问题转化为易求解的线性规划问题。算例结果表明:所提双层优化模型可以充分挖掘LA的调节潜力,减少向主网购电量,同时提高DSO和LA的收益。

2017年国际大电网会议都柏林研讨会报道体验未来的电力系统

介绍了2017年国际大电网会议(CIGRE)都柏林研讨会会议概况和主要技术动态,论述了各专题论文内容,包括会议关注的几个方面:自适应市场设计、基于资源与技术变化组合的电力系统技术性能、配电系统运营商(DSO)和输电系统运营商(TSO)之间的协调、输配电架空线路、输配电网络动态稳定性、电力系统运行稳定性和供电可靠性改进等。这些专题反映了电力系统领域的当前国际学术前沿动态和热点技术问题。

关于分布式发电对比分析

为促进可再生能源发电和热电联产机制,欧洲许多国家分布式发电的比例显著增加.当分布式发电和可再生能源发电的渗透水平较低时不会对电力系统产生重大影响.随着分布式发电的比例显著增加,加之智能化的配电网对于促进整合含有分布式发电和可再生能源的配电网的发电是十分必要的,这就要求改变当前的分配网络计划和运营方式.本文针对分布式发电的渗透率、市场的整合率、配电系统运营商的经济法则等进行阐述,为增强配电系统的稳定性和应用提供参考依据.

计及不同主体的配电网-微电网日前联合优化调度方法

为了实现不同主体间利益的合理分配,文章提出了一种配电网–微电网日前联合优化调度方法。首先,在考虑配电网运营商(distribution network operator,DNO)与微电网(microgrid,MG)等不同主体的条件下,分别构建了其优化调度模型。其中,DNO的调度目标是收益最大化,微电网的调度目标是运行成本最小化。随后,基于博弈论构建了配电网-微电网日前联合优化调度方法,并采用KKT(Karush-Kuhn-Tucke)方法对上述问题进行求解,从而获得纳什均衡点(Nash equilibrium,NE)。算例结果表明,日前优化调度方案能够满足DNO与微电网的运行约束,同时有效平衡配电网与微电网的利益,实现DNO与微电网调度目标的最优化。

配电网调度运行的故障与对策分析

分析在配网运营过程中出现的问题,提出相应的解决方案,从而提供有关配网调度安全、标准化和高效运行的相关信息,使电力营商的发展环境得以进一步提升。

欧洲售电市场的发展现状与研究方向

欧洲配电行业的改革在全球范围内具有领先地位,配电网运营具有相对独立的特点,售电市场运营已有10年的经验。在欧盟低碳化目标的推动下,分布式资源、新型负荷大量接入配电网,配电运营及售电市场主体面临各种新挑战。基于欧洲能源监管机构、国际供用电会议CIRED 2017和CIRED2019的相关文献,介绍欧洲售电市场机制及其监管政策方面的现状,讨论售电费率结构对配电运营的影响,以及配电运营发展和研究方向。

放松管制环境下基于改进布谷鸟搜索算法的DGO与DNO效益均衡模型

近年来,分布式发电以其节能、环保等特点发展快速。然而在分布式发电接入配电网的过程中,会对配电网运营商(distribution network operators,DNO)的利益造成影响,从而阻碍两者的协调发展。为了兼顾配电网运营商与分布式发电商(distributed generation owners,DGO)的利益,研究了分布式发电投资及配电网建设规划的联合优化问题。在构建目标函数过程中引入利润分配系数从而达到双赢目的,同时需要满足配电网安全稳定运营及减排目标约束。对于模型中存在的不确定性因素使用两点估计法进行确定,使用改进的布谷鸟搜索算法求解所建模型。最后以IEEE33节点配电系统为例,通过不同情境之间的对比分析验证了所提出方法的有效性和可行性。