面向高比例分布式能源接入的输配网两阶段风险调度研究

随着大量高比例可再生能源接入配电网,潮流呈现双向化,输电网和配电网互联性增加,分散独立的调度影响电网可靠稳定运行水平。面对输网与配网间互济需求增强的现状,提出了面向高比例分布式能源接入的输配电网两阶段风险调度研究。首先以最小运行成本为目标,构建考虑输配电网不同运行风险的日前经济调度模型,在风险限值约束情况下协同优化系统源网荷储多种可调资源;其次构建目标函数为综合风险值最小的日内风险调度模型,计算三类运行风险指标值,对日前可调控资源进行出力计划调整;最后通过改进的粒子群算例求解模型,证明了该模型可使输配电网间交互协调,协同优化运行成本与运行风险,验证了所提两阶段风险调度模型的有效性和优越性。

高比例新能源接入下的历史策略库辅助源网荷储协同实时电压控制研究

随着“双碳”目标的推进,储能、充电桩等用户侧新型负荷设备数量增多。在此背景下,由于量测条件不满足造成的不可观测区域将直接导致传统的电压控制方法难以完成对分布式电源的精准调控。为解决上述问题,提出一种基于蜣螂优化算法(DBO)的极限学习机(ELM)构建历史策略库,用以辅助源网荷储协同实时电压控制的方法,可实现对配电网电压实时精确控制。首先介绍了基于近似灵敏度计算的电压控制方法,然后介绍了DBO改进的极限学习机和历史策略库的概念及结合应用方法,构建了以基于近似灵敏度计算的电网节点有功及无功功率为输入,母线期望电压为输出的ELM模型。模型输出的母线电压作为控制依据,进一步转换为下发的用户侧可调设备调节指令。仿真算例的结果验证了所提方法的有效性和优越性。

港船多能源融合技术体系构建与运行模式研究

为充分利用港口地区丰富的风、光可再生资源,构建了由“源网荷储”四部分组成的港船多能源融合系统,建立了状态监测与能量管理系统保证港船多能源融合系统的安全运行,制定了包括横向多能互补和纵向“源网荷储”协调互动的港船多能源融合系统运行模式。港船多能源融合系统可以实现新能源、清洁能源的综合利用,减少CO_(2)等温室气体的排放,有助于“碳达峰、碳中和”目标的实现。

计及源荷互补特性的“源网荷储一体化项目”优化配置

针对“源网荷储一体化项目”(后简称一体化项目)在风光消纳率、清洁用电率等方面的建设要求,提出了计及源荷互补特性的一体化项目优化配置方法。基于包含风光发电制氢负荷、可平移工业负荷、电动汽车快充站的一体化项目拓扑,建立了一体化项目内部的多类型负荷用电功率模型。提出基于分时Copula函数生成时序一致的风光联合出力场景集的方法,进而提出分为风光额定功率配比优化、容量配置优化、负荷接入位置优化三阶段的一体化项目优化配置方法。通过算例分析对所提方法的可行性和有效性进行仿真验证。

考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划

随着新能源大量接入配电网,新能源出力的不确定性和波动性给配电网规划带来了巨大挑战。在配电网规划中综合考虑源网荷储,可减少新能源不确定性和波动性对规划结果的影响。提出了一种考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划方法。首先,根据密度峰值聚类的思想提出了基于密度峰值改进的近邻传播聚类算法,对风光荷联合场景进行聚类获得典型日曲线。然后,以规划总费用最小为目标函数,建立了考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划模型,并基于二阶锥理论,将原非凸非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型。最后,在Portugal 54算例上进行仿真验证,证明了所提模型和方法的有效性。

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。

面向沙戈荒区域新能源消纳的电力系统日前低碳调度策略

针对在沙漠、戈壁、荒漠区域的新能源机组面临消纳和经济性差等问题,提出一种面向沙戈荒区域新能源消纳的电力系统日前低碳调度策略。考虑系统结构的复杂性,采用模型分层的优化方案。上层模型以需求响应(DR)调用成本最小和优化负荷与风光预测总值协方差最大为目标,旨在优化用电负荷曲线,释放电网新能源消纳潜力;下层模型通过协调风电机组、光伏机组、储能电站、火电机组以及上层模型得到的优化负荷,同时将阶梯型的碳交易成本引入到目标函数中,建立多目标“源网储荷”协同低碳调度模型,旨在提高系统运行的经济性,降低系统的碳排放量,提高新能源的消纳能力。最后基于改进的IEEE 30节点系统进行仿真测试,结果验证了模型的有效性。

“源网荷储”协同助力陕西省新型电力系统建设

“双碳”目标战略背景下,国内电力行业以构建新能源为主体的新型电力系统为目标,积极开展相关研究并探索转型之路。陕西省风光资源丰富的资源禀赋与位于“清洁大送端”的区位优势决定其自身的电力发展路径具有重要的示范意义。以陕西省实际情况为基点,从源网荷储4个环节入手,分析了陕西省电力行业的发展现状与面临的问题,提出了“源网荷储”协同助力新型电力系统建设的思路。电源侧以新能源为主体,传统机组兜底保障为发展目标;电网侧积极向适应高比例新能源并网、多元化负荷接入、多市场主体参与的方向进行转变;负荷侧加强主动响应资源管理,并尝试构建面向新能源消纳的多能互补系统;储能侧尽快建立健全相关机制,充分发挥储能的支撑作用与新能源消纳潜力。最后给出了相应的可推广至其他省市地区的应用建议。

计及电力不平衡风险的配电网分区协同规划

在实现“双碳”目标的过程中,大量分布式可再生能源随机接入配电网。由于分布式电源出力的波动性,配电网可能出现弃电、切负荷等电力不平衡的情况。提出一种计及电力不平衡风险的配电网分区协同规划方法。构建一种基于非参数估计方法的时序源荷特性仿射模型,以描述源荷特性的时序波动性和不确定性,并利用Wasserstein距离指标进行聚类,减少时序预测误差概率分布的数量;采用A*算法计算在电力廊道受限条件下负荷点之间的距离,并构建负荷点间距离矩阵和功率特性匹配度矩阵,以划分馈线区块;提出电力不平衡风险价值的计算方法,量化灵活性资源水平与电力不平衡风险间的关系;基于此,构建配电网双层协同规划模型,上层以线路和储能装置投资费用最低为目标,下层以配电网运行成本和电力不平衡风险成本最低为目标。以西北某地区实际配电网为案例,验证所提方法的有效性和优越性。

基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储多时间尺度协调优化调控策略

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储”协调优化架构,包括日前优化、日内滚动和秒级监控3个阶段。其次,研究基于源荷功率区间数据的Fisher最优分割时段划分方法。然后,建立日前优化调控模型、日内滚动优化模型和区域自治优化模型,求解电网离散设备、需求响应负荷、光伏和储能等的最优调控指令。最后,以IEEE 33节点系统为例,对所提协调优化调控策略进行仿真验证。算例结果表明,所提方法能够大幅提高协调优化模型的计算效率,并保证电网运行安全性和经济性。

源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度

针对源网荷储一体化,降低预测误差对配网调度的影响,提出一种源网荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度策略。首先,建立电动汽车参与调度的响应模型,并根据柔性负荷的运行特性进行分类,以适应多时间尺度。在日前时间尺度上,建立配电网运行成本最小的调度计划;日内尺度上,综合考虑经济性及增加新能源消纳量等目标,采用滚动优化思想对有较大预测误差的日前调度计划进行修正;在实时阶段,结合日内计划,建立计及出力偏差最小的微调模型。最后,利用熵权法对各目标赋权,采用Yalmip+Cplex对模型求解,验证了调度策略的经济性。

新型配电系统形态演化与安全高效运行方法综述

配电网是实现能源转型的重要支撑点,“双碳”目标驱动的配电网将发生重大变革,已快速从被动配送网络向主动平衡区域电力供需、支撑能源综合利用的资源配置平台转变,呈现更强的“系统化”特征,即从配电网向配电系统转变。在此背景下,该文首先从形态演化路径、多维度耦合关系以及核心研究手段3个维度梳理总结相关研究,并初步提出新型配电系统未来演化规律与演进方向构想。然后,对新型配电系统演进过程中涉及到的关键技术,即故障保护与自愈技术、振荡分析与抑制技术、系统稳定控制技术与协同调度技术进行了总结与讨论,并进一步通过分析关键技术在典型案例中的应用明确了现阶段技术现状与未来需求的差距。最后,对新型配电系统相关技术未来发展方向提出了展望。

基于自适应学习率卷积神经网络的新型配电网源网荷储无功协调优化技术

随着“双碳”目标的推进,分布式新能源接入电网的容量大幅度提升,配电网源网荷储协调优化策略是实现分布式新能源消纳的重要方法,其中无功优化能够保证电网安全稳定运行。文章提出了一种基于自适应学习率卷积神经网络的配电网源网荷储无功协调优化技术。首先以最小网络损耗和最低电压偏移为目标,构建无功优化模型;其次利用卷积神经网络强大的非线性拟合能力,挖掘出电网运行场景和无功调压设备、储能充放电策略之间的映射关系,引入自适应学习率的方式更新网络参数,提高了网络训练效率;再次通过控制无功调压设备和储能装置充放电情况协调分布式电源出力,实现电力系统无功电压主动优化控制;最后通过IEEE33节点电网模型进行了仿真验证。结果表明,文章所提的配电网源网荷储无功协调优化方法提高了电力系统电压调节能力,为配电网安全可靠运行奠定了良好基础。

新型电力系统背景下源网荷储一体化项目友好性评估方法

随着双碳目标和新型电力系统的发展,源网荷储一体化项目逐渐成为电网内不可忽视的一种新业态,但项目的无序接入,会引起电网运行问题。从交互方式、系统接入、内部配置、规划进度共4个维度优选指标,通过层次分析法、熵权法和逼近理想点法构建了一套源网荷储项目对电网友好性的评估方法,该方法是新型电力系统建设过程中的重要探索。通过该方法对某省级电网源网荷储申报项目进行排序,其结果与该省源网荷储申报项目的优选结果一致,验证了方法的合理性和有效性。

可控储热负荷参与电网调峰的系统特性与经济性研究

为解决当前可再生能源装机量大但出力相对较小及电力系统调峰能力低下的问题,通过新兴的固态电制热储热技术,充分挖掘电力系统用户侧的潜力。以系统消纳的风电量最多及用户侧运行的经济性最优为目标,建立了含电力需求侧响应的用户侧配置固态电制热储热设备的系统模型。采用改进多目标粒子群算法对模型进行优化求解,针对电力系统的源侧、网侧、荷侧,对比不同运行方式下的风电消纳能力、负荷曲线峰谷差及经济成本。仿真结果表明,在电力需求侧响应的基础上用户侧配置固态电制热储热设备,可以大大提高系统的风电消纳能力及调峰水平,并具有一定的经济价值。

分布式“源荷储”资源协同互动异构组网方法与仿真实现

为提升新型电力系统海量分布式“源荷储”资源协同互动能力,提出了分布式“源荷储”资源协同互动异构组网方法与仿真实现。构建“三层两网”分布式源荷储资源协同互动异构组网方法,在调峰、调频、需求响应等典型互动业务建模需求分析基础上,通过OMNeT++平台建立分布式资源协同互动通信网络模型,根据网络实际运行特征构建通信仿真平台,实现分布式“源荷储”资源协同互动网络性能多场景仿真。为分布式资源协同互动业务开展提供定量分析工具,对新型电力系统建设与新能源消纳能力提升具有重要支撑作用。

园区供电系统广义负荷需求响应建模与分析

产业园区供能系统采用的是多能耦合、源网荷储协同优化的方式,其电力负荷定义也转变为新型综合性的广义负荷。考虑电价信号对园区主动负荷响应特性的影响,建立了计及响应电价的园区供电系统广义负荷模型,并采用层次聚类方法提取典型负荷模式,研究园区供电系统负荷需求响应特征。为验证模型与方法的有效性,采用中国南方城市某园区供电系统负荷进行测算,模拟了实时电价和分时电价2种市场机制下主动负荷的响应特性。分析了不同主动负荷占比对园区广义负荷特征的影响,并定量讨论了不可控负荷、可转移负荷、可中断负荷对广义负荷需求响应效果的贡献程度。结果表明,适当的电价机制将有序引导园区供电系统广义负荷主动削峰填谷,有助于虚拟电厂建设,实现源网荷灵活互动。

主动配电网源网荷储一体化协调优化模型研究

常规主动配电网源网荷储一体化协调优化模型采用局部协调的方法,导致协调优化结果能源利用效率不高,因此提出主动配电网源网荷储一体化协调优化模型研究。结合支路电流值分析模型约束条件,构建协调优化模型,分析主动配电网源网荷储的出力情况。实验表明:该模型应用后表现出的功率曲线与配电需求高度一致,能源利用效率较高,满足主动配电网的实际运行需求。

关于源网荷储一体化应用的探究

在“双碳”目标背景下,能源生产和应用过程中所产生的用碳排放量都应该有所降低。为加快降低碳排放步伐,不仅要借助先进的科学技术,还需要完善科学有效的能源生产、应用等模式。源网荷储一体化作为统一、高效的能源系统,不仅从根源上提高了能源的利用效率,优化了能源资源配置,还实现了对可再生能源的大规模接纳和储能技术的有效利用。基于此,从源网荷储一体化概述入手,分析源网荷储一体化应用时发电侧调节各类电力资源的建设不足、负荷侧调节电力资源的建设不足、协调电力供给与需求的配套设施建设缺乏等问题,并提出相应的解决对策。

基于电网“Ⅰ区+”的多元协同管控系统研究

结合“双碳”战略目标,分析电力系统“双高”特征问题,对现有调度自动化技术支撑体系整体架构进行梳理与思考。提出基于“Ⅰ区+”建设多元协同管控系统工作思路,通过5G无线通信采集技术拓展调控对象边界,作为Ⅰ区调度自动化系统有线采集的补充,实现分布式电源、地方电厂、电动汽车、智能楼宇等多类型可调节资源的规模化接入、监视与控制。通过开展试点工作,试探多种技术路线,并形成统一推广的研究方案。目前已实现14座10 kV分布式光伏、9座地方电厂、3.6万户低压分布式光伏发电数据可观可测,并实现6座10 kV分布式光伏平滑调节与控制,以及65户低压分布式光伏发电数据可调可控。通过对新型电力系统各类资源的在线感知、智能决策和互动响应,推动现有“源随荷动”向“源网荷储协调互动”调控模式转变,促进新能源消纳,协助电网削峰填谷,提升电网安全高效、清洁低碳经济运行水平。