电力物联网背景下综合能源微网调度运行策略研究

在电力物联网深化综合能源系统变革的背景下,物联网从技术层面为综合能源服务提供了新的驱动力,但对其面向更多元的能源生产与消费情景提出了更多要求。传统微网系统已经难以适应新形势下调节多能耦合,及精准预测调度的愿景。文中以综合能源系统为根基,提出面向电力物联网的综合能源微网框架。指出应用层面要实现经济优化调度、综合能源整体布局和能源交易。提出能源供应商面向市场的上、下两层迭代优化调度的新型策略。根据模型特点,上层是以综合能源供应商利润最大为目标函数的优化调度数学模型,采用MATLAB/CPLEX求解器求解。下层为能源市场出清的数学模型,采用粒子群算法求解。通过算例结果表明,综合能源市场能够寻优到最佳社会福利点,能源供应商能够合理分配、利用各能源设备,进一步验证了所提方法的实操性。

风光沼储交直流混合农村微电网经济技术优化

搭建了风光沼储交直流混合微电网系统模型,在满足系统供电可靠性的条件下,以新能源利用率最高、经济成本最优、碳排放最小进行多目标优化,研究了在某气候条件下,该微电网能源系统的经济技术最优配置。

含电动汽车和热电联产的区域微电网参与电网辅助服务调度

如今,在发达的特大城市,越来越多的分布式电源和电动汽车接入微电网。该文提出一个区域微电网,由一个热电联供系统和一系列插电式电动汽车组成。其主要目的是通过将PEV整合为快速响应存储来提供辅助服务和充分利用可再生能源提高系统的能源利用率和经济效益。停车场会聚集形成电力电子设备集群,并与CHP签订双边合同,以便能够参与调节电力市场。提出改进的乌鸦算法,对问题进行求解。通过MATLAB对算法进行数值仿真表明,如果区域微电网参与电力市场调控,每兆瓦的经济价值显著提高,总利润增加。

基于通用化生产流程模型的工业园区微电网能量管理与生产流程协同优化

工业园区微电网中动态工业生产流程与其能源供应是紧密联系的,通过灵活调控其工业生产流程的用能计划,参与到配电市场中,可进一步减少其用电成本。提出一种基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的能量管理与生产流程协同优化模型与方法,并引入地源热泵进一步提高能效。首先,提出了含地源热泵的工业园区微电网的用能架构,建立了工业生产流程与用能关系的通用模型。其次,构建了基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的双层优化模型,分别以工业园区微电网能量管理与生产流程调度协同优化模型为上层模型,以配电市场出清模型为下层模型,双层模型之间交换功率和电价信息。然后,基于KKT条件、对偶原理以及大M法将双层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming,MISOCP)模型。最后,以短流程炼钢厂、水泥厂等典型工业园区为例进行算例分析。结果表明所提出方法可对工业生产流程进行有效建模,并降低工业用户的用能成本,缓解电网调峰压力。

构建以网业协同为支点的5G运营作战体系——以中国移动内蒙古公司为例

该文以中国移动内蒙古公司为例,研究并提出了基于网格化管理的5G网业协同发展态势评估模型。该模型可客观评价不同场景下各类型价值区域的市场、网络发展情况,聚焦网业协同发展核心问题,并通过关联网格运营、无线规划、无线优化等支撑平台推动闭环解决,真正意义上做到判定标准客观统一、评估指标高度凝练、整改任务下沉一线。5G网业协同发展态势评估模型23年度应用后,通过市场、网络双向发力,内蒙古移动网络、市场各项指标持续向好,有效带动了网络及市场协同良性发展。

基于多智能体的微电网中分布式发电的市场博弈竞标发电

为了解决微电网中分布式发电经济调度问题,在电力市场交易环境下研究基于分层多智能体系统的微电网市场竞标调度策略,进而实现利益分配最大化。针对电力交易特性,构建两层优化模型,并将其转化为平衡问题平衡约束模型,然后基于博弈论,以最大市场统一出清价原则构建辅助目标函数,并通过纳什均衡来求取唯一纳什均衡解,即为电力市场交易策略,从而解决了分布式电源经济调度最优化问题。两种博弈模式的经济调度仿真研究结果证明了微电网市场竞标调度策略的可行性和经济性。

考虑后备容量的微电网储能充放电策略

电力市场化改革要求微电网的运行和管理在安全可靠的前提下更加灵活经济。基于分散式控制结构的微电网能量管理系统,提出一种考虑后备容量的微电网储能充放电策略,储能装置通过综合考虑自身状态和微电网运行情况,确定工作模式及充放电功率。给出了储能装置在关注微电网后备功能情况下的充放电影响因素,以及参与微电网能量管理的控制决策流程。最后通过算例分析验证了该控制策略在电力市场环境下,可以利用储能装置自身调节能力实现微电网运行经济性和灵活性的同时,提升微电网的可靠性。

基于条件风险价值的微电网现货市场两阶段调度

现货市场环境下并网微电网作为售电主体需要面临价格波动风险,其运行调度变得更加复杂。针对广东省现货市场交易机制,利用条件风险价值作为风险度量工具,建立微电网作为售电主体参与现货日前市场与实时市场两阶段风险调度模型。在此基础上,探讨日前与实时风险偏好系数对调度结果的影响,分析偏差价差收益转移结算机制对微电网收益的影响,以及储能参与程度对结果的影响。以模拟日前与实时电价场景数据来反映价格的不确定性,算例结果表明了该模型的正确性,可为微电网售电主体在现货市场下运行调度内部资源时提供理论依据。

计及市场风险的含电动汽车风光互补微电网随机规划调度模型

在电力市场环境下,含电动汽车风光互补微电网参与市场交易面临的风险,使得传统研究无法满足其交易风险管控的需要。首先剖析了含电动汽车风光互补微电网参与市场交易面临的风险问题。其次,考虑市场风险,利用半绝对离差风险作为度量工具,建立了微电网市场交易风险评估指标。然后,建立了计及市场风险的含电动汽车风光互补微电网随机规划调度模型。提出采用内嵌Monte Carlo随机模拟技术的快速非支配排序遗传算法求解所建模型,并用信息熵模糊法获得最优解。算例验证了计及市场风险的含电动汽车微电网随机规划调度模型的有效性。

多微电网参与下的配电侧电力市场竞价博弈方法

随着售电侧市场改革的不断深入,研究多个微电网运营商参与下的配电侧市场交易和竞价机制具有重要意义。针对该问题,提出了一种双层优化方法:底层优化以配电市场运营商购电成本最小为目标,考虑系统的节点电压约束和支路潮流约束等,采用跟踪中心轨迹内点法求解系统的经济调度模型,实现市场的出清;上层优化以最大化微电网运营商收益为目标,采用遗传算法确定微电网运营商在联盟和不联盟两种环境下的最优竞价策略。在双层优化方法的基础上,基于完全信息下的动态博弈方法,确定市场的纳什均衡点。最终在IEEE 33节点配电系统算例中对所提出的方法进行了仿真验证,并进一步分析了微电网运营商提供无功辅助服务下各市场主体的利益分配问题。

考虑微网市场交易影响的配电网可靠性分析

微网内分布式资源分属于不同主体,市场主体的趋利性市场行为影响微网的源荷功率特性,进而影响电力设备和配电网的可靠性。文中提出了一种考虑微网日前市场交易影响的配电网可靠性分析模型。首先,构建各类市场参与者的日前市场投标策略和市场出清模型。其次,考虑不同时段源荷水平对可靠性的影响,提出载荷相关的元件老化失效模型,并针对源、荷、投标及外部电网电价的随机性及时序性,生成'源—荷—市'联合时序场景。最后,在改进的RBTS BUS 6算例系统上进行仿真分析。结果表明,需求侧分布式资源参与市场能降低峰值时段的元件失效概率且增加系统容量备用,起到一定的削峰填谷作用,根据不同电源的出力水平合理地配置备用容量能有效提高供电可靠性。

基于风险的微网分布式发电备用配置决策

将电力市场环境下微电网备用分为外部与内部2类备用,前者为大电网事故支持备用,后者包括不可再生分布式发电备用(non-renewable distributed generation reserve,NDGR)、储能装置、低电价与高赔偿2种可中断负荷。在对大电网备用优化配置技术应用于微电网的可行性进行深入分析的基础上,为提高微电网NDGR配置的经济性,针对微电网各类备用的经济互补特性,运用协调优化理念,从风险管理角度建立优化NDGR配置的数学模型,提出基于代价对参数的灵敏度来指导优化方向的寻优算法,针对容量事故集对NDGR的最优配置进行风险决策,量化分析微电网运行模式、储能以及NDGR价格对NDGR配置的影响。仿真结果表明,NDGR配置过高或过低都不合适,而应存在最优值。

基于区块链的微电网市场势博弈模型

微电网是实现新能源优势互补、高效消纳和并网远送的有效形式。基于区块链与微电网市场相似的分布式拓扑结构,设计了微电网市场总体框架。综合考虑微电网市场经济性和能源利用情况,引入博弈理论和势博弈概念,将约束条件转化为状态空间,构造基于双向时变信息交互下状态量序数势博弈的微电网运行优化模型,并证明了该模型状态均衡的存在。在微电网市场不同信息交互的条件下,通过博弈中策略学习算法求解势博弈模型,实现微电网市场的运行优化。仿真结果表明,在微电网市场参与个体保持理性的情况下应用势博弈模型,能够使得微电网中各设备运行在最优水平,增加了微电网的经济收益,提高了新能源利用率。

电力市场环境下的微网能量管理

在配电侧电力市场中,微网用户与配电公司之间签订双边交易合约,约定交易电量和交易电价。针对微网分布式电源运行出力的随机性,提出了基于概率预测的远期交易机会约束模型,通过对该模型求解得到了某一置信水平下的微网远期电能交易估计,进而对当前能量管理方案进行了修正,保证了合约电量交易的实现。通过仿真算例对所提策略进行了验证,并对置信水平与能量管理经济效益和合约完成情况的相关性做出了分析。

基于变置信水平优化策略的微网经济调度

在配电侧电力市场中,微网用户与配电公司之间签订双边交易合约,约定交易电量和交易电价。以合约期经济利益为目标进行经济调度,建立了基于概率分布的调度优化模型并给出了基于置信水平的调度优化模型求解方法。同时,用期望成本确定最佳置信水平,提出了一种变置信水平优化策略。仿真算例证明了所提调度优化模型求解方法和变置信水平优化策略的可行性。

低碳形势下基于区块链技术的含微电网电力市场交易出清模型

随着电力市场改革的推进和微电网的发展,未来会有越来越多的市场成员包括微电网参与到电力市场中,电力交易更加频繁,市场的管理难度随之增大。针对目前电力交易中心存在的缺陷,引入区块链技术可实现电力市场的去中心化管理,保证交易的安全、高效。首先基于现阶段区块链技术的发展现状,分析了区块链技术实际应用于含微电网电力市场的可行性;鉴于微电网的环保价值,提出了一种考虑低碳效益的新型交易出清模型。最后对所提出的模型进行算例分析,通过与传统出清模型对比,验证了低碳交易出清模型的有效性,并具体阐述了区块链的应用流程。

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。

多电-热综合能源微网的热能分级分时利用市场交易策略

综合能源微网是实现清洁能源综合利用、梯级消纳以及提高能源利用效率的有效方式。如能在多微网的诸多主体源荷中引入市场化交互竞争,可以激发市场活力,促进综合能源微网的健康发展。该文基于多电-热微网市场化的热交易需求,研究一种基于主从博弈的考虑热能分级的多微网分时优化市场交易机制。首先,基于民用微网和工业微网在不同时段对热能品质的差异性需求,提出采用均衡热能及分级热能的分时供应策略。在此基础上,进一步研究考虑热能分级和分时优化需求的多微网热能分配的市场交易机制,引入主从博弈解决协同优化过程中参与方之间的利益冲突。最后,在证明stackelberg均衡存在性和唯一性的基础上,利用凸优化算法中的有效集法和最速下降法对模型进行求解。算例结果表明,所提策略使交易供能侧收益和用能侧的效用都得到提高,同时提升了能源利用率,符合市场化交易预期。给出的模型和求解方法能很好地均衡市场交易环境下供/需双方的利益诉求、具有很好的收敛性。

微电网参与投标竞争的多能源市场博弈分析

考虑微电网参与配电侧电力市场投标竞争,引入中间商来实现日前批发市场与配电侧电力市场之间的电力交易,并且为了弥补发电出力具有不确定性的微电网在配电市场的投标偏差,给出电力-天然气多能源市场交易框架,其中微电网分别通过电转气设备和燃气机组处理其实际出力过剩和不足两种情况。在此基础上,建立了一个同时考虑配电侧电力市场、日前批发市场和天然气市场的多能源市场联合博弈均衡模型,利用非线性互补方法对均衡模型进行求解。最后通过算例仿真表明,给出的多能源交易框架可以解决不确定性出力的微电网参与配电侧电力市场交易的投标偏差问题,有助于提高微电网的市场竞争力和分布式可再生能源的消纳。

智能电网对电力市场发展模式的影响与展望

从智能电网的本质和特点出发,全面分析了智能电网对电力市场发展的影响和促进作用,对以智能电网为载体的电力市场进行展望。提出了智能电网的突破意味着电力市场及其研究思路的又一次变革,将深刻影响未来电力市场的发展模式,促使电力市场主体多元化和交易品种金融化,改变电力系统运行方式和供需关系,促进智能电力系统和电力市场逐渐融合、协调发展,实现能源、环境等多种资源的综合优化配置的观点。