面向新型电力系统的用户侧标准化计量箱的研究与应用

随着新型电力系统的不断发展和智能化电网技术的日益成熟,用户侧的能源计量管理变得越来越重要。传统的电能计量箱已难以满足新型电力系统对于计量精准度、数据采集和通信能力的更高要求。文章针对这一问题,提出了一种面向新型电力系统的用户侧标准化计量箱设计方案。该方案基于物联网技术和智能电网通信协议,实现了高精度计量、远程数据传输和双向通信功能。

用户侧储能两电平换流器开关管开路故障诊断

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关管开路故障机理研究基础上,提出了基于扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)与宽度学习系统(broad learning system,BLS)的开关管开路故障诊断方法。该方法通过EKF动态提取故障谐波的特征,BLS识别特征并诊断故障。通过仿真与实验证明在0.2~3(标幺值)的负载波动、5%~10%的系统谐波与±0.5 Hz频率偏移等配电网常见扰动下,单管开路故障与双管开路故障准确诊断与定位的准确率为100%,为用户侧储能系统监测提供有效支持。

电力物联网用户侧负荷数据动态R-树匹配方法

电力物联网用户侧负荷数据维度较大,导致数据匹配延时时间过长,为了解决上述问题,基于动态R-树实现电力物联网用户侧负荷数据动态匹配。建立负荷计算模型,分析负荷历史运行信息,实现数据检测。通过归一化函数完成归一化处理,提取动态特征,构建动态R-树,确定匹配机制,根据矩阵计算函数完成压缩处理,利用动态匹配算法更新集对R-树内部结构进一步加以修改,在清除矩形之前,利用叶结点的Hash索引得到R-树匹配矩阵,使用Hash搜索准确地找到目标矩形,增强分布与交互仿真中的实时性,实现用户侧负荷数据动态匹配。实验结果表明,研究的动态R-树匹配方法在数据插入、数据匹配、数据维护过程中的延时时间低于48ms,实时性较好。

用户侧电力需求响应控制系统设计

为提升电力需求响应控制效果,设计基于区块链技术的用户侧电力需求响应控制系统。利用网关节点采集负荷数据,将数据传输至能源区块链中。将区块链技术应用到数据层进行分布式信息的获取和保存。利用基于数据分割的多级加密机制,处理负荷数据。采用需求响应聚合商模块读取能源区块链内存储的数据,制定电力需求响应合同内的响应起止时间与响应负荷等数据。利用网关读取电力需求响应合同内的数据,创新性地按照智能家电动态优先级执行控制算法,制定用户侧电力需求响应控制方案,以实时控制设备运行状态,从而完成用户侧电力需求响应控制。试验结果表明:该系统加密数据时的吞吐量稳定在0.61 Gbit/s。该系统可有效控制用户侧电力需求响应,降低用户的负荷功率。

新型电力系统用户侧用电负荷精准预测研究

在新型电力系统中,用户用电行为具有复杂性和动态性,且大多来自多源数据,多样的数据序列导致用电负荷预测的精度低,影响预测结果。因此,提出新型电力系统用户侧用电负荷精准预测研究。首先,采集大量的用户侧用电负荷数据,并对这些数据进行聚类处理,以更好地理解和分类各种负荷特性;其次,分解用户侧用电负荷时间序列,利用时间序列分析方法处理和建模这些数据;最后,比较和融合时间序列各模型的输出结果,以获得更准确的预测结果。结果表明,该预测方法能充分捕捉并理解用户用电行为,预测精度高,具有一定的应用价值。

分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法

为提高调峰速率,提出分布式光伏用户侧负荷参与电网调峰控制方法。确定调峰控制约束参数,设置侧负荷参与电网调峰调度目标函数,设计削峰填谷优化调度控制,实现侧负荷参与电网调峰控制。实验结果表明,该方法能够更好地应对电力负荷的波动,增强电网的稳定性和可靠性。

Research on Power Consumption Anomaly Detection Based on Fuzzy Clustering and Trend Judgment

Among the end-users of the power grid,especially in the rural power grid,there are a large number of users and the situation is complex.In this complex situation,there are more leakage caused by insulation damage and a small number of users stealing electricity.Maintenance staff will take a long time to determine the location of the abnormal user meter box.In view of this situation,themethod of subjective fuzzy clustering and quartile difference is adopted to determine the partition threshold.The power consumption data of end-users are divided into three regions:high,normal and low,which can be used to screen users in the area of abnormal power consumption.Then the trend judgment method is used to further accurately screen to improve the accuracy and reduce the number of users in the abnormal range.Finally according to abnormal power consumption auxiliary locate abnormal electricity users list box.Then the simulation environment is set to verify the application of membership fuzzy clustering and trend judgment in power consumption data partition.

计及碳捕集电厂调峰定价策略的多主体电力系统日前–实时灵活调度

风电等可再生能源高比例并网是实现能源电力“双碳”目标的重要特征,但其反调峰特性加大了电力系统调峰负担,不利于电力系统低碳转型。在加快计划调度向市场调度转型的进程中,如何以市场化运行为前提进而提高电力系统调峰灵活性成为亟需解决的问题。该文首先利用碳捕集电厂与用户侧资源优良的调峰特性,充分探讨了两者参与调峰辅助服务市场的可行性,由此提出了源荷两侧参与能量-调峰市场且联合出清的灵活性调峰策略。其次,基于碳捕集电厂调峰的成本特性,利用群决策-层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)制定了碳捕集电厂调峰定价策略,并且运用外部化内在性理论以及环境指标系数形成了因地制宜的电力市场综合报价机制,进而完善了市场交易原则、交易流程与交易结算方式。最后,构建了以系统综合成本最优为目标的市场出清模型,并采用预出清、再出清的方法求解出清结果,算例仿真验证该文所提模型可有效满足系统调峰需求并减少碳排量。

基于纳什均衡理论电网需求侧共享储能定价策略

随着新型电力系统建设的推进,用户侧小型储能装置愈发受到重视。然而无序的充放电管理模式既给电网带来安全运行隐患,又造成资源浪费。基于此,提出一种通过储能聚合商云服务平台实现用户侧小储能装置联合调度的运行模式。建立综合考虑储能运营商、储能装置投资者和电网等各参与主体的最优运行模型,然后基于纳什均衡理论建立各参与主体在约束条件下的合作博弈模型。通过算例仿真分析,对模型求解得出最优共享储能定价方案。结果表明:多主体合作最优定价方案达到了削峰填谷、节约资源的目的,同时实现了电网、储能聚合商、储能装置投资者的多方共赢。提出的定价机制被验证具有一定的可行性和科学性。

计及保供电交易模式和容量市场的用户侧储能优化配置

随着用户侧储能系统的容量日渐增大,其既可以参与市场容量交易为大规模间歇性可再生能源并网提供备用容量,也可以参与保供电为电网和用户带来额外收益。结合市场容量与保供电这两种辅助服务,提出一种计及容量市场和保供电交易模式的用户侧储能优化配置方法。首先,基于网侧应急电源车保供电行为,建立用户侧储能实现保供电替换功能的数学模型,并提出电网和用户之间的保供电交易模式。其次,将用户侧储能保供电场景细化为完全保供电、部分保供电和无保供电,量化用户侧储能的保供电收益。然后,考虑容量市场和保供电交易模式建立保供电效益−储能双层优化模型,外层以用户全寿命周期内净收益最大为最终目标,优化保供电负荷比例、用户侧储能额定容量以及其额定充放电功率,内层以用户日收益最大为目标优化储能充放电策略。算例结果表明,计及容量市场和保供电交易模式后,可提高用户侧储能投资容量,降低电网尖峰负荷,为电网和用户两者带来更多收益。

面向新型电力系统用户侧互动的网络架构演进及发展思路

在当前能源转型背景下,高比例新能源的并网及海量电子设备的接入导致电力系统中数据流量激增,对用户侧通信网络架构提出了新的要求。基于当前电力系统业务发展现状及业务通信需求,系统分析了支撑新型电力系统用户侧互动的灵活以太网(FlexE)、多类别分级队列调度(HQoS)技术,阐述当前用户侧存在的安全问题。针对未来新型电力系统用户侧互动网络架构所面临的挑战给出了相应的发展建议,并系统梳理了网络架构演进过程,为建设新型电力系统通信网络提供技术支撑。

新型电力系统建设背景下促进用户侧储能服务电网运行的优化配置研究

用户侧储能方式与场景多元化,对考虑电网需求的储能合理配置提出巨大挑战,新型电力系统建设背景下促进用户侧储能服务电网运行的优化配置,需要明晰多目标多因素用户侧储能配置方法。本文建立了一个优化配置模型,考虑到用户侧储能配置的位置和容量都是离散变量,并受到约束条件的限制,以优化用户侧储能服务电网运行为目标,并提出了突破用户侧储能服务电网运行全过程安全技术、创新用户侧储能服务电网运行的智慧调控技术等政策建议。

基于分段削峰的用户侧储能容量优化配置启发式方法

本文对配电网用户侧储能系统优化配置的实用方法进行了研究。模型目标为保持储能系统配置的净收益最大,涉及低储高发电价套利和需量调节收益以及储能系统最优放电深度优化。本文从实际规划应用的目的出发,提出了偏向解析方法的分段削峰启发式模型求解方法,涉及削峰大小和放电深度的枚举,并针对储能配额规律的研究提出了合理的指标设计。算例表明了优化放电深度的意义,以及本文启发式方法的直观、简洁、快速、稳定和实用。

基于新型电力系统的用户侧服务转型技术应用

阐述基于新型电力系统的用户侧营销服务转型挑战与机遇,包括柔性负荷调度使得供需双向平衡互动成为常态,数据价值挖掘使得数据要素的应用场景不断拓展,采用现场作业视频、数据结构化管理与自动化分析,实现现场风险识别和安全管理自动化。

配电网用户侧异构电力物联设备网络风险量化评估

随着配电网用户侧异构电力物联设备(以下简称“配电网用户侧物联设备”)接入电力系统的规模逐步扩大,针对它的网络攻击将会对电力系统安全造成严重的破坏,配电网用户侧物联设备的网络风险评估由此成为了目前电力系统亟需解决的关键问题。首先,计及设备终端、移动应用、云端等各组件网络安全防护和终端运行特性,识别配电网用户侧物联设备网络风险评估指标,并结合改进的层次分析法和变异系数法对评估指标进行组合赋权。进而,依据设备网络风险概率以及设备被恶意攻击后对电力系统造成的物理后果,提出一种信息物理融合的配电网用户侧物联设备网络风险评估模型。最后,针对高风险的配电网用户侧物联设备,通过指标对标分析目前终端、移动应用、云端等各组件网络安全防护的薄弱环节,指明设备各组件网络安全防护亟待改进的方向。研究成果以期对用户侧电力物联网的建设以及安全防护提供一种有效的科学判据,从而降低用户侧电力物联网网络风险,确保电力系统运行安全。

四川电力市场推动用户侧能源互联网发展的应用研究

在2015年国家新一轮电力体制改革之前,能源互联网的发展主要集中在发电侧及电网侧,在用电负荷侧的应用方面研究较少。在四川省自2018年正式开启电力市场的准入以后,第三方服务公司的进入给电力市场带来巨大的活力,推动大量的电力用户进入电力市场,主要以优化电力资源配置,还原电力商品属性为契机,为电力用户降低用能成本。但同时也带来偏差考核和精细化能源管理等问题,电力市场的活跃也间接推动能源互联网的发展,为培育建立能源互联网的在线化、数据化、信息化提供应用场所,为建立起适应市场需求的能源互联网基本模型,为用户侧更快搭建起综合能源、多能互补、交易体系的能源互联网,通过电力市场化改革为能源互联网的发展提供更好的实践经验。

澳大利亚虚拟电厂模式对中国虚拟电厂的启示

2019年澳大利亚能源市场调度中心(AEMO)开展了为期2年的用户侧储能虚拟电厂试验性项目,证实了虚拟电厂在频率控制辅助服务方面的优异表现,并发现实际运营中会面临网络安全、与输配电公司合作等问题,目前已经由试验阶段逐步过渡到商业化运行,证明了其可行性。中国有与澳大利亚相似的煤炭依赖度,新出台的峰谷电费政策与澳大利亚现行电费政策相似,借鉴其虚拟电厂的运营经验有利于探索具有中国特色的用户侧储能虚拟电厂。

面向可持续性的供电服务策略

对面向可持续性的供电服务指挥策略进行了深入分析,从能源整合、智能化供电调度、用户响应与参与以及应急响应与供电韧性方面进行了论述,旨在提高能源利用效率和可持续性的供电。研究解决了在可再生能源快速发展背景下,如何有效整合传统与新能源、提升供电服务可持续性的问题。

基于用户端电力需求需量节能优化调控方法研究

针对目前方法对用户端电力需量进行优化调控时,由于未考虑获取用户端电力需量负荷中的各项需量负荷权值,导致检测出的用户端电力需量负荷值误差较大,用电量花费和用户端电力设备总容量占比较高的问题,提出基于需求侧管理的用户端电力需量优化调控方法研究。利用二维小波阈值法,去噪处理用户端电力数据,获取完整用户端电力数据,再基于需求侧管理理念,分类用户端电力需量负荷,并计算分类后各项需量负荷。整合计算结果,获取用户端电力需量调控设备的目标调控函数,利用该函数对电力需量调控设备进行优化,实现用户端电力需量优化调控。实验结果表明,所提方法检测出的用户端电力需量负荷值与标准电力需量负荷值误差较小,能够有效降低用电量花费和用户端电力设备总容量占比。

基于边缘计算的低压线路用户侧窃电检测方法

为了解决传统窃电检测方式存在误报率高和漏报率高的问题,本文提出了一种基于边缘计算的低电压线路用户单相接地故障检测方法。首先,采集分析低压配电网中的大量数据;其次,利用边缘计算技术将采集的电压电流信号转化成数字信号并在计算机中进行处理,从而实现低压配电网单相短路故障的快速定位与准确判断;最后,根据采集的信息,采用神经网络算法实现对单相接地故障的精确定位。实验结果表明,该方法能有效提高单相接地故障的检测效率,且具有较好的鲁棒性、实时性以及抗干扰能力,可以满足低压配电网对故障诊断精度的要求。