面向新能源消纳的需求侧灵活性资源聚合响应分析

新型电力系统中需求侧灵活性资源的重要性日益凸显。现有研究对大量负荷参与新能源消纳的需求侧响应改善效果与影响机制研究不足。首先分析了需求侧资源提供灵活性的机理,提出了需求侧灵活性资源可调节空间的计算方法;然后,考虑可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷约束条件,构建面向新能源消纳的多类型需求响应聚合协同优化运行模型;最后,以某省级电网算例开展仿真研究,分析了各种类型需求响应的改善效果与机制。结果表明:负荷响应配合机组启停可以得到超过响应量的新能源消纳量,提出的多类型需求响应协同优化运行模型能够有效促进新能源消纳。

含高比例光伏配电网中计及需求侧响应的混合储能配置优化

大力发展光伏等可再生能源是我国实现“双碳”目标的重要途径,而光伏高比例接入配电网后随之带来一系列问题。以含高比例光伏配电网为研究对象,提出了计及用户侧需求响应的混合储能优化配置方法。针对负荷和光伏出力的双重不确定性,提出了基于预测误差概率分布的不确定性场景确定方法。考虑系统不确定性,统筹运行阶段用户侧需求响应调控措施以及潮流约束,提出了储能配置的3层优化模型。针对优化模型提出了相应的分解方法,以及基于列和约束生成算法的求解实施流程。通过在IEEE-33节点测试系统中的应用,使得系统可平移负荷峰值下降了10%,节点电压维持在合理范围,并在指导储能配置等方面具备显著的应用效果。通过分析光伏比例灵敏性可知,不含光伏情况下的储能总容量相比100%光伏比例场景增加了90%。

考虑含储能的三端智能软开关与需求侧响应的主动配电网有功无功协调优化

针对分布式电源(distributed generation,DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题,提出一种考虑含储能(energy storage system,ESS)的三端智能软开关(soft open point,SOP)与需求侧响应(demand response,DR)的主动配电网(active distribution network,ADN)有功无功协调优化策略。首先,计及可再生能源出力的不确定性,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN)生成日前场景。然后,对含ESS的三端SOP与DR进行建模,并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用GUROBI进行求解。最后,在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明,计及风光出力的不确定,所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行的经济性和可靠性。

考虑需求侧响应的配电网无功补偿装置协调优化

针对含光伏的配电网如何充分发挥各无功补偿设备和需求侧响应技术的协同优化问题,建立了考虑需求侧响应的配电网无功补偿协调优化模型。上层模型考虑配电网中静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网的运行成本,下层模型考虑需求侧响应以及无功补偿设备的协调控制。针对所建模型的特征,上层模型采用猎人猎物优化算法求解多维变量以提高求解速度,下层模型通过改进的快速非支配排序的遗传算法求得配电网最佳优化运行方案;最后采用IEEE-33节点系统进行算例验证。结果表明,所提出的考虑需求侧响应的配电网无功优化模型具有更好的经济性和实用性。

考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法

由于当前配电网技术使配电网系统的有功损耗增加,出现网损数值增加、渗透率较低等问题,提出考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法。首先,建立需求侧响应模型与柔性软开关优化控制模型;然后,利用粒子群算法对模型进行求解,完成配电网负荷转移的设计;最后,通过设定柔性软开关运行、配电网系统潮流及可再生能源发电出力等约束条件完成配电网柔性软开关控制优化。实验证明,应用本文方法可有效转移配电网系统的负荷,大幅度降低配电网系统的有功损耗电量及整体网损量,提升配电网系统的渗透率与消纳可再生能源发电的能力,实现对配电网系统的运行优化,为配电网系统的安全经济运行提供保障。

考虑需求侧响应及V2G的综合能源系统随机优化

为解决高比例新能源综合能源系统中风力、光伏等不确定因素,以及电动汽车无序充电对综合能源系统稳定运行带来的问题,提出一种包含需求侧响应以及电动汽车入网的随机优化调度方法,以优化综合能源系统的运行。根据负荷特性将用户负荷分类,建立用户负荷的需求侧响应模型。基于不确定因素的历史数据,使用场景法生成典型场景。以综合能源系统的经济运行为目标,建立综合能源系统随机优化模型,并通过算例分析该优化模型效果。研究结果表明,该优化模型可以有效减少负荷峰谷差,提高系统运行稳定性,降低系统运行成本。

考虑需求侧响应的电力碳银行结构及模型分析

随着可再生能源、用电负荷增长,电网中源荷峰谷差不断增大,传统调峰代价较高且碳排放大。基于区块链技术的公开透明、自治性、去中心化等特点,提出考虑负荷侧的调峰方式。提出电力碳银行的结构,由“源随荷动”变为“源荷互动”模式,把尖峰时刻的用电需求转移到低谷,降低负荷而不影响负荷用电需求。提出负荷控制模型及算法,引导用户主动参与电网的错峰平谷调控,实现负荷调控过程的精准化、高效化。最后结合某地区用电数据,应用电力碳银行下错峰平谷调控方法,有效快速降低了电网的负荷峰值,提高了电网运行安全稳定裕度。

基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法

为满足光伏微电网用电需求、缓解供电压力,对基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法进行了研究。首先,根据光伏微电网的结构、运行状态、源网荷互动关系,建立电源和负荷需求侧响应模型,用于平衡峰谷负荷的差异;其次,以微电网最小运行成本和交换电量为目标函数,结合功率平衡、充放电功率、荷电态势和线路功率等约束条件,建立光伏微电网需求侧响应调度模型;最后,基于非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解模型,获取最优的调度结果。结果表明:应用该方法后,微电网电源出力更加合理,运行总成本明显下降,负荷峰谷差由480 kW下降到220 kW。该方法能够合理调度光伏微电网的需求侧响应,缓解了配电网运行压力,且在节能方面的表现较为突出。

考虑紧急需求侧响应的多光伏电源微电网规划研究

由于光伏电源具有随机性、不确定性等特点,导致光伏接入下微电网稳定性较差,因此本研究考虑紧急需求侧响应的多光伏电源微电网规划方法,并以经济性最优为目标,构建一个考虑紧急需求侧响应的多光伏电源微电网规划模型,采用优化算法求解模型,得到最佳多光伏电源微电网规划策略。试验结果表明,设计方法优化后多光伏电源微电网负荷节点的年平均停电时间仅9.11h/年,具有较高的供电可靠性。

基于需求侧响应的风光互补微网协调优化调度系统

为降低风光互补微网经济成本,设计基于需求侧响应的风光互补微网协调优化调度系统。该系统展示层通过HTML方式发送数据管理、调度等命令请求;业务逻辑层使用调度模块、电能质量评价模块以及数据监测等模块执行微网协调优化调度相关命令后,向展示层反馈命令响应并向数据操作层传输数据操作与文件操作信息;数据操作层使用Mybatis数据操作模块与配置文件管理模块对数据处理后,使用Oracle数据库存储操作数据与文件。实验结果表明:该系统具备较好的兼容性和灵敏度,且其应用后微网负荷和经济成本降低明显,具备较好的应用性。

基于需求侧响应的虚拟电厂自动优化调度系统

为使电压、电流的实时消耗量得到更好控制,实现电量信号的按需调度,设计基于需求侧响应的虚拟电厂自动优化调度系统。在总-分式供应电路的基础上实现虚拟电厂自动优化调度系统执行环境搭建,利用微电网指标建立完整的需求侧响应模型,再采用电信号优化调度条件系统软件执行环境搭建,从而完成虚拟电厂自动优化调度系统设计。实验结果表明,在需求侧响应模型的作用下,电压、电流两类电量信号的实时消耗量水平均得到有效控制,符合按需调度电信号参量的实际应用需求。

需求侧响应的算力网络调度策略研究

本文介绍了一种考虑需求侧响应的算力网络调度策略,包括算力系统调度方法、算力供给侧和需求侧的匹配、综合算力系统调度方法以及未来研究方向。通过将需求分类为可转移需求、可消减需求、可中断需求和不可消减需求,采用分时计价策略和可中断需求策略进行需求侧算力的调整,并调整各分布式数据中心设备算力的供给和边缘节点设备的接入,在满足综合算力系统的各约束前提下获得最低的系统总成本。该调度方法可以为算力网络系统的并网和智能调度提供一种新的思路。

电力客户需求侧响应效益分析与研究

随着社会经济的快速发展,电力资源逐渐成为人们日常生活以及工作当中不可或缺的重要能源,而且社会对于电力资源的需求量不断增加,电力供需矛盾日益突出。为了实现电力资源的优化配置和有效利用,电力客户需求响应研究逐渐得到重视。电力需求侧响应措施电力需求响应的概念是由美国提出来的,主要是为了提高电力系统运行的可靠性和效率。电力需求侧响应主要包括价格响应和激励响应2个方面。

基于需求侧响应的一种空调优化控制策略

新型电力系统中,由源网荷储各侧共同保障电能供应的安全可靠。空调负荷作为季节性的重要电力系统负载,以需求侧响应的方式对其进行负荷管理,有助于电网顺利迎峰度夏、迎峰度冬。工商业及事业单位等电力大用户空调负荷均可作为柔性负载进行网荷互动,以虚拟电厂的形式保证电力供给。大用户一般多使用多联机式、水冷机组的大型空调,控制节点多且分散,需求响应终端为满足上百台控制节点的接入,需一种有效的优化控制策略。

基于分时电价的电动汽车需求侧响应充电策略研究

分时电价策略是当前电力系统需求侧管理的有效方式之一,执行分时电价能够有效抑制配电网负荷曲线波动,从而提高配电网运行的可靠性。提出基于电价弹性矩阵的用户响应模型,以合肥市春、夏、秋、冬4个典型日的真实日负荷数据为基础,以负荷曲线“削峰填谷”效果最好为优化目标,建立能更加充分反映城市电网负荷变化的分时电价优化模型,制定面向用户需求侧响应的日前分时电价体系。结合区域电力市场最优分时电价对电动汽车用户的激励效果,提出基于需求侧市场机制的区域电网电动汽车充电策略,为电动汽车大规模有序接入和实现配电网的可靠运行提供参考。

基于组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价

考虑到当前综合能源系统研究缺乏完善的需求响应量化评估方案,难以在优化运行层面综合评估需求响应效益这一问题,提出了一种基于改进AHP群决策—CRITIC组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价方法。首先,从综合能效性、社会经济性和需求侧互动性三个维度构建了需求响应效益评价指标体系。其次,采用一致性和权重拟合性更优的指数标度法构造判断矩阵,降低赋值误差,并通过AHP群决策法确定主观权重,从而削弱主观极值偏差对权重的影响;在由CRITIC法确定客观权重后,基于最小欧氏距离建立组合权重模型,并通过非线性规划求取最优组合权重;针对评价等级信息的模糊性与隶属等级的随机性,采用正态灰云白化权模型确定指标分类等级与场景评分。最后,以北方某综合能源系统为例,根据用户参与需求响应方式设置了4种运行场景,分析了不同需求响应对系统运行的影响与作用,算例结果表明所提指标体系与评价方法科学有效。

需求侧响应下主动配电网优化调度

针对电网运行中能量调度不佳的问题,首先基于需求侧响应不确定性特点,引入非经济因素以及消费心理学特征,建立需求侧响应模型;其次使用拉丁超立方抽样(LHS:Latin Hypercube Sampling)改善初始种群质量,引入正弦因子提高局部搜索能力,并实行变异操作优化全局搜索精度,以解决麻雀算法(SSA:Sparrow Search Algorithm)的早熟等问题;最后需求侧响应以电网运行成本和环境成本最小为目标建立主动配电网优化调度模型,并使用改进的麻雀算法进行求解。仿真结果验证了提出模型的准确性,算法的高效性,有效解决了能量调度不佳的问题。

考虑需求侧快速响应资源的数据驱动频率约束经济调度

随着可再生能源渗透率的逐步提高,电力系统惯性水平下降,系统频率安全稳定面临挑战,迫切需要配置需求侧快速响应资源参与系统频率调节服务。针对此问题,分析了变频空调、储能和电动汽车提供电力系统调频备用的可行性,建立考虑上述需求侧快速响应资源的频率安全约束联合经济调度模型,以进行源荷双侧调频备用的统一优化。然后,引入基于高维模型表达的数据驱动方法将调频备用与最大频率偏移量之间的高阶非线性、隐式关系转换为低阶、显式表达式,从而实现频率安全约束经济调度模型的简化和求解。最后,结合IEEE 30节点系统验证了所提调度模型和方法的有效性,以及所提的数据驱动频率安全约束可确保系统在不平衡功率下的异常频率在约束范围内,且需求侧快速响应资源对于提升系统频率韧性具有重要正向作用。

考虑需求侧响应的电-氢混合储能系统选址定容

随着分布式电源(distributed generation,DG)在配网接入比例的提高,配网的稳定性受到了剧烈的影响。传统的配电网管理模式很难对多种资源进行协调,因此主动配电网模式逐渐成为电网运营主流。为减小DG接入对主动配电网稳定性的影响,该文建立考虑需求侧响应的电–氢混合(electricity hydrogen hybrid,EHH)储能系统(energy storage system,ESS)双层模型。上层模型以考虑需求侧响应后的最小净负荷波动、最大用户购电成本满意度与用电舒适度为目标,基于电量电价弹性矩阵模型得出最佳分时电价制定策略。下层模型基于上层模型求解出的分时电价策略,以最小EHH-ESS的全生命周期成本(life cycle cost,LCC)、主动配电网电压波动与考虑需求侧响应且接入EHH-ESS后的净负荷波动为目标,通过对EHH-ESS进行最优规划实现其投资经济性、主动配电网负荷稳定性与电压质量的最佳权衡。最后通过扩展的IEEE-33节点验证了该文所提模型的有效性及所采用方法的优越性。同时,通过不同的运营场景对主动配电网的稳定性与EHH-ESS的经济性进行分析,基于NSGA-III算法得到的仿真结果表明:与仅配置EHH-ESS相比,考虑需求侧响应并配置EHH-ESS后,虽然LCC提高了5.16%,但净负荷波动与电压波动分别降低了6.56%与13.33%,验证了在考虑需求侧响应的情况下配置EHH-ESS可最大幅度改善主动配电网的稳定性。

电动汽车聚合商参与需求响应定价策略及收益分配研究

针对需求响应市场中电动汽车充电电价的制定未充分考虑区域电网与电动汽车聚合商的利益均衡问题及电动汽车集群参与需求响应后如何合理分配收益的问题,论文提出计及电动汽车集群需求响应的电价谈判策略,及基于改进Shapley值的电动汽车集群收益分配策略。首先,建立了电动汽车聚合商需求响应成本电价模型,结合电动汽车可参与需求响应时段,提出了基于需求响应容量的电价谈判策略,获得可平衡双方利益的需求响应电价;然后基于上述电价测算电动汽车集群参与需求响应的收益,并采用改进的Shapley值进行收益分配。最后通过算例证明所提策略可均衡电动汽车集群与电力公司的收益,并有效确保收益的合理分配,提高电动汽车用户参与需求响应的积极性。