需求侧资源互动数字化技术发展及转型思考

随着数字化技术发展及新型负荷管理系统加快建设,对需求侧可调节能力的需求越来越大,而需求侧资源数量巨大、分散较广,涉及到的终端和系统数量众多且调度难度大。为明确驱动需求侧资源互动发展的需求,文章分别从技术因素、业务因素、经济因素3个方面,分析了需求侧互动领域发展的相关驱动因素。在此基础上,分别从云边协同、大模型、区块链、数字孪生等方面,分析了新型数字化技术在电力需求侧资源互动领域融合应用存在的问题及相关解决思路,从而更好地支撑需求侧资源互动业务的发展。

面向电力市场的用户侧电力电量预测综述

对电力电量准确预测,把握其不确定性和随机性对电力市场的管理和发展具有重要意义。该文首先对电力市场及其环境下电力电量预测进行了简要概述;其次,从数据预处理、预测方法和预测场景3个角度出发,对面向电力市场的用户侧电力电量预测研究现状进行了总结与分析,详细阐述了新兴负荷、考虑分布式电源的接入、考虑需求响应、面对特殊事件与极端环境和面对综合能源系统5个场景下用户电力电量预测现状;最后,对现有研究面临的挑战进行了分析,并对未来研究方向进行了展望。

支撑虚拟电厂互动的信息通信关键技术研究展望

包括分布式电源在内的需求侧资源(demandside resource,DSR)逐渐成为电力系统中不可或缺的重要组成部分,虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)可以有效整合各类DSRs,并充分发挥其在电力辅助服务中的巨大潜力。VPP的高效可靠运行和内部各主体间的灵活互动依赖于先进的信息通信基础设施,该文从VPP的基本概念、特性和国内外实践案例出发,对VPP基本通信架构和通信性能需求进行了分析,最后重点对支撑VPP灵活互动的几种信息通信关键技术进行探讨,并针对其在未来VPP中的应用思路和理念做出了思考,旨在为提升VPP灵活互动水平以最大限度发挥DSR资源的优势提供解决方案。

考虑需求侧动态及耦合特性的激励型综合需求响应优化建模

综合能源服务已被视为能源结构转型的重要发展方向,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)则是综合能源服务模式下实现供需双侧良性互动的有效手段。但现有研究缺乏对IDR市场运行机制和整体实施流程的系统化设计;现有关于IDR的研究忽略了需求侧的动态响应特性和多能耦合效应,且未深入研究其在复杂性场景下的适应性。该文基于电力需求响应标准IEC 62746-3 TS设计了IDR的整体架构和执行流程,将IDR的实施架构分为竞价和实施两个阶段,并建立各个阶段的数学模型。该模型通过引入动态参数解决IDR在复杂场景下的适应性问题,通过建立耦合响应特性矩阵实现了对需求侧多能耦合效应的有效建模,并提出主动响应量和实际响应量的概念以分析用户的动态响应特性。此外,通过模型的等效转化给出了该模型的求解方法;并通过算例证明了该文模型的有效性,不仅有利于降低市场的出清成本和综合能源服务商的总成本,还有利于提升用户参与IDR的效益,实现多方共赢。

基于业务优先级和SRLG的电力需求响应业务调度优化算法

为降低电力通信网多优先级业务传输的失效概率,提高系统可靠性,提出一种基于业务优先级和共享风险链路组(shared risk link groups,SRLG)的电力需求响应调度优化算法。根据电力通信网业务的分类,将需求响应业务进行业务优先级的分区定位,提出电力需求响应业务传输的信用值整形机制(credit-basedshaper,CBS),对不同优先级业务的传输调度机制进行描述。考虑电力通信网的共享风险链路组,对不同优先级业务调度路径的选择进行优化,实现所选路径的高可靠性。仿真结果表明,所提算法可以有效降低需求响应业务调度路径的SRLG综合失效概率和风险,平均节点处理时延较小,很好地保证了需求响应业务传输的可靠性和安全性。

需求响应资源潜力评估方法、应用及展望

需求响应(DR)资源潜力评估是指对特定对象在约定的控制方式下参与某一时间段内DR潜力的大小进行量化估计。作为DR研究的关键基础问题,DR潜力评估在灵活资源聚合、市场交易决策、虚拟电厂优化运行等方面均发挥着重要作用。首先,分别从DR潜力的类型、评估的时间维度和空间维度以及思路框架4个分类维度梳理了DR潜力评估的研究进展,并分析不同维度DR潜力评估的应用场景。其次,总结了DR潜力评估的实际项目,以典型项目为例进行重点剖析,并通过国内外案例对比分析中国DR潜力评估项目未来的发展方向。然后,介绍了综合DR、低碳DR和动态DR这3类新型DR机制,并在此基础上对DR潜力评估面向新型电力系统的应用扩展进行了分析。最后,对未来DR潜力评估的研究方向进行了展望。

我国电力需求响应发展成效及“十四五”工作展望

随着新能源发电占比的不断提高和负荷“尖峰化”趋势加强,电力需求响应在提升电网运行调节能力方面的重要性日益提高。首先梳理了“十三五”时期需求响应工作基础,回顾了需求响应在配合电网削峰填谷、促进新能源消纳、助力电力市场发展3个方面的实践工作。然后分析了“十四五”时期新形势下需求响应业务发展面临的挑战,并从政策机制、市场交易、技术研发、标准实施4个方面给出了相关建议。最后,对未来需求响应发展趋势进行了展望。

电动汽车参与电网调峰的关键技术研究综述

在“双碳”目标下,电动汽车凭借于其低碳、低污染的优势受到广泛关注。近些年,在国家政策的引导下,电动汽车的发展十分迅速,但大规模电动汽车的无序充电也将会对电网的安全稳定产生不利的影响,而合理的调度电动汽车的充放电行为参与电网调峰,不仅可以降低其对电网产生影响,还可以产生可观的效益。首先对电动汽车参与电网调峰的潜力和经济性进行分析;然后从电动汽车参与调峰辅助服务市场的交易方式、市场交易策略、可调节容量、充放电控制策略等方面展开分析,重点梳理了相关的最新研究成果,并针对研究中存在的问题结合新技术提出了可能的研究方向;最后结合实际情况,提出了大规模电动汽车参与调峰仍面临的一些问题。

行业标准《电力需求响应信息交换规范》解读

为更好地发挥需求响应在促进电网削峰填谷和可再生能源消纳以及提升能源利用效率等方面的作用,解决需求响应试点过程中系统终端等设施没有统一信息表达方式、互操作性差的难题,编制了行业标准《电力需求响应信息交换规范》,希望通过对标准内容的解读,更好地指导需求响应产品厂商、试点单位开展需求响应系统、终端的研发和升级完善,提升需求响应试点项目中不同厂商间需求响应系统、终端的互联互通能力。

用户侧可调资源分类与特性分析研究

负荷快速增长对电力系统稳定性提出了巨大挑战,传统的供给侧调控能力已经逐渐乏力,因此,需求响应作为缓解电力尖峰时期供需不平衡的重要手段日益受到人们的重视。需求响应通过调整需求侧可调负荷的使用,减少负荷高峰期的部分负荷容量,从而提高电网的稳定性,因此,研究负荷侧可调资源意义重大。在总结目前已有用户侧负荷分类研究的基础上,提出了从供用能属性的角度将负荷侧资源分类的方式,分析不同供用能属性的典型负荷及其特点,建立了各类属性负荷资源库,为需求响应的深入研究提供参考。

楼宇可调节负荷研究与应用

楼宇可调节负荷应用存在普查手段缺乏、负荷模型实用性不高以及通信接口不规范等问题,严重制约了其发展,为此首先提出可调节负荷树状普查体系作为普查程序的逻辑架构,然后构建通用约束条件下系统实操层面的负荷调控模型,最后在云管边端的物理架构下设计了楼宇可调节负荷参与电力需求响应的信息交互规范,为楼宇可调节负荷应用给出了关键技术路线和解决方案。实验结果验证了楼宇可调节负荷参与需求响应削峰填谷场景的可行性。下阶段通过实际可调节负荷普查的开展以及需求响应软硬件能力的建设,楼宇可调节负荷潜力将会被进一步挖掘,成为能源互联网源互联网用户侧的重要组成部分。

面向新型电力负荷管理的分层分区动态调控架构展望

随着“双碳”目标的提出,清洁能源的大比例接入,需求侧负荷资源管理、电力系统供需平衡方面被提出了更高的要求,新型电力负荷管理的发展愈加受到重视。文章依据“分区聚合、分层控制”的研究思想提出一种分层分区动态调控架构,支撑新型电力负荷管理系统的实现。首先阐述分层分区架构的发展需求及适用性,然后介绍分层分区动态调控的关键技术和应用,包括负荷可调节潜力分析方法、动态可调节负荷资源池管理及激励传导机制。最后进行分层分区动态调控架构的标准化建设,为未来提升电网运营水平、加快新型电力负荷管理系统的发展提供新思路。

基于基站协作调度开关的通信基站节能模型研究

为了适应基站数量快速增加带来的耗电量的增加,努力配合实现“双碳”目标,文章建立了一种基于基站协作调度开关的通信基站节能模型。该模型针对单基站的电能能耗进行建模,包括主设备能耗模型和温度控制设备能耗模型,通过基站间的协作调度,关闭连接移动设备数量较少的基站,实现多个基站总能耗下降的目标。最后通过仿真算例,验证了模型的有效性。

考虑需求响应的配电网重构经济性和可靠性研究

为充分利用配电网资源来延缓投资、降低成本,提出考虑需求响应的配电网重构,通过协调可调度负荷资源和调整配电网中的开关状态,不需增加额外投资,达到优化运行结构、平衡电力负荷、降低网络损耗、提高电压质量的目的。首先对考虑需求响应的配电网重构建立优化模型,以配电网网络损耗最小和需求响应调度成本最小为目标函数,利用改进的支路交换法对配电网的开关状态进行调整,通过改进的牛顿法对重构前后的配电网潮流进行计算,优化配电网的拓扑结构。通过仿真结果可看出,以网络损耗最小化的配电网重构的网络损耗和电压质量优于以需求响应调度成本最小化的情况,而调度成本方面以需求响应调度成本最小化的场景更有优势。

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制(包括智能合约、共识机制以及跨链技术)进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。

我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望

随着"互联网+智慧能源"的推进和电气信息技术的深度融合,电力需求响应业务也被赋予了诸如新能源消纳、辅助服务等新的使命,并面临着从紧急态向常态化的转型。目前我国电力需求响应试点项目建设已为需求响应业务发展积累了丰富经验,但在大规模复制推广方面还存在一些瓶颈。基于国内外需求响应发展现状,结合我国已经发布的相关政策、技术标准以及现有试点城市的建设情况,从政策机制保障、信息化支撑、平台部署及组织实施层面剖析当前所存在的问题,并结合实际工作情况尝试给出若干未来发展建议。

基于复杂网络的电力通信网扩容保护策略

随着信息通信技术的飞速发展,电力通信网承载的业务种类越来越多,亟需对电力通信网扩容,同时改善网络脆弱性,保证电力通信网在遭遇故障后的连通性。基于复杂网络理论,通过分析BA模型存在的缺陷,提出改进的低路径低聚加边（low distance_cluster addition,LD_CA）策略。基于太仓市电力通信网络的实际建设情况,采取不同的加边策略对网络扩容,针对电力通信网扩容后的平均路径长度和聚类系数指标,分析不同加边策略的优劣,在此基础上,得出电力通信网的聚类系数与网络脆弱性的关系,并分析3种策略下,电力通信网遭遇随机节点失效和对网络特定区域攻击后网络的连通性。仿真结果表明,LD_CA策略在提高电力通信网性能,即缩短电力通信网平均路径长度减小聚类系数并提高网络容量,以及改善网络脆弱性方面,明显优于其他加边策略。

基于小样本性能数据的电气设备可靠性评估与预测方法研究

提出了基于电气设备小样本性能数据的可靠性评估与预测模型。首先采用改进的Bootstrap法对小样本性能数据进行扩容,并进一步分析了设备性能变化的分布函数。在此基础上提出了设备性能可靠性的概念,并由此计算出设备在不同时刻下的可靠性。然后基于形态相似距离对上述可靠性值进行了曲线拟合,最后基于曲线预测值与预测误差对设备的可靠性进行预测估计。该方法不仅在数据扩容上优势明显,而且还能抑制＂野值点＂对拟合结果的影响。算例分析结果说明了所提方法在小样本数据条件下进行可靠性评估与预测的有效性与实用性。

考虑链路失效概率的电力业务保护策略

电力业务因其行业特殊性,承载其传输的电力通信网的生存性逐步被重视。该文为了提高电力通信网络的可靠性研究了P圈(preconfigured cycle,P-cycle)在电力通信网中的应用,提出了一种考虑链路风险的保护策略(riskconsidered link protection strategy,RCLPS)。首先对链路失效风险进行建模,随后针对P圈的物理结构限制及链路风险对电力业务进行负载均衡(load balance,LB),将网络中的业务向风险较低的链路上进行疏导,并且使网络中的业务分布更加有利于使用P圈进行保护,从而提高保护效率和网络资源利用率。仿真结果表明,RCLPS算法可以有效降低保护冗余度,并可以实现对网络中资源的高效利用。

面向虚拟电厂运营的温度敏感负荷分析与演变趋势研判

随着极端天气频发,温度敏感负荷用电逐年攀升,温度敏感负荷作为虚拟电厂优质的调控资源,亟须分析气象变化对于此类负荷的影响,由于叠加极端高温、大规模寒潮等异常天气的影响,温度敏感负荷波动剧烈,常规分析预测方法难以适应极端气象场景。针对寒潮天气下温度敏感负荷样本数据及预测精度不足的问题,提出寒潮天气小样本条件下的温度敏感负荷日最大负荷预测方法。该方法先采用时序对抗生成网络(TimeGAN)扩充寒潮期间小样本数据,再采用卷积-长短时记忆神经网络(CNN-LSTM)对寒潮期间的日最大负荷进行预测。以国内某省近两年迎峰度冬期间数据进行模型验证,结果表明所提模型优于其他模型的预测结果,在验证集上日最大负荷的预测精度为99.5%。