新能源对电网调峰特性影响定量评估及应用

随着风电、光伏新能源装机容量和占比的不断提升，中国电网所面临的新能源全额消纳和电网调峰矛盾日益严峻。针对新能源对电网调峰特性影响问题，文中提出了一种新能源对电网调峰能力影响的量化指标；基于历史运行数据，首先分析提取新能源对电网净负荷曲线特征的影响特征，然后从新能源对负荷低谷值、峰谷差影响的角度提出了量化评估指标；最后，结合某省级电网运行数据，对新能源对电网调峰能力影响进行了评估分析，并利用所提指标研究了该省电网2021年的新能源消纳形势，结果表明，所提评估指标为中国大规模新能源接入后电网调峰研究工作提供了一条可行思路。     

基于分层粒子群优化算法的用户侧电力调峰配置模型

由于传统的用户侧电力调峰配置模型在实际应用中的电网净负荷峰谷差较大,导致配置效果不理想,因此提出基于分层粒子群优化算法的用户侧电力调峰配置模型。选取用户电费最小、系统净收益最大及供电周期内电力调峰配置成本最小三个目标,利用函数对目标进行数学表达,根据实际需求针对电力系统功率平衡、电力系统发电机组连续时间段内的发电量及发电机组爬坡能力需求设计相应的约束条件,利用分层粒子群优化算法求解出符合约束条件的目标函数最优解,输出用户侧电力调峰优化配置策略。实验证明,设计模型的电网净负荷峰谷差小于传统模型,设计模型在用户侧电力调峰配置方面具有良好的应用前景。     

考虑快慢充负荷特性的电动汽车调峰定价策略

随着分布式光伏大规模发电的广泛应用,净负荷“鸭型”曲线特征明显,电动汽车白天充电无法充分利用新能源,夜间充电使原有负荷峰值叠加。为避免净负荷“峰上加峰”现象,文中以减小净负荷峰谷差为目标,实现充电负荷转移。首先,基于快慢充行为特征的统计数据,采用蒙特卡洛法模拟用户充电行为,实现未来充电负荷分布的预测,并根据慢充的入网特性以及快充的延迟充电特性建立快慢充负荷约束。然后,基于梯度下降法对负荷转移率进行计算,并引入用户消费心理学构建充电负荷价格响应模型。最后,对电网调峰的经济性进行分析以限定电价变动约束,以净负荷峰谷差最小为目标构建充电引导模型,并利用深度强化学习对其求解。仿真结果表明,所建模型和求解策略能有效引导充电负荷避开净负荷的峰期,并确定合理电价,减小电网的峰谷差。     

基于自注意力编码器和深度神经网络的短期净负荷预测

随着新能源渗透比例的提高，新型电力系统的源荷平衡与稳定运行依赖于更精确可信的预测。净负荷是实际负荷减去新能源出力的负荷需求，其准确的预测结果能够有效提高电力系统运行经济性与安全性。该文采用直接预测策略，提出基于自注意力编码器和深度神经网络的净负荷预测模型，该模型包括提取原始不确定量特征信息的自注意力编码器模块和提取净负荷时序特征的长短期记忆神经网络模块，两个模块提取的特征信息输入残差神经网络后输出最终的预测结果。同时，由于净负荷集成了负荷、风光等多个不确定量，波动性较强，该文结合条件分位数回归有效实现非参数区间预测，来量化预测不确定性，评估净负荷波动范围。算例分析表明，所提模型相比常见的预测模型取得了更高的净负荷预测精度，给出的预测区间质量也优于基线模型，能够有效支持电网实时运行。     

电力系统储能问题初步探讨

电网负荷有高峰和低谷特性。针对电力系统的负荷峰谷特性，探讨了如何用电池贮能系统调节电力负荷，从而提高电力系统的经济效益。认为用蓄电池调节电网的峰谷负荷差在技术上是可行的；还介绍了日本在这方面的概况。     

考虑多重评价指标的多时段分时电价优化模型

分时电价策略是当前电力系统需求侧管理的主要措施之一,执行分时电价能够有效降低负荷波动,实现削峰填谷。合理开展峰谷双时段或峰平谷3时段分时电价策略的选择有利于提高电网供电可靠性和用户满意度。提出基于电价弹性矩阵的用户响应模型并定量计算用户综合满意度,根据相应模型分别求解负荷峰值、负荷峰谷差以及用户综合满意度,建立峰谷分时电价与峰平谷分时电价的多重评价指标模型,利用所提指标构造电价优化的目标函数。通过对3类用户进行仿真计算验证所提方法的正确性与有效性。     

基于负荷模式能量的电力系统低频振荡抑制策略

随着电力市场化和需求侧管理的快速发展,以及虚拟电厂聚合平台的逐步成熟,负荷可控性越来越强,为从负荷侧抑制低频振荡提供了可能。针对系统在振荡过程中出现的小干扰稳定问题,提出了基于负荷模式能量的电力系统低频振荡调控策略。构建电力系统小干扰负荷模式能量函数,从负荷的角度揭示电力系统低频振荡特性。基于负荷模式能量建立负荷的低频振荡评价指标与灵敏度指标,确定负荷参与改善系统小干扰特性的调控方式,对所有可控负荷进行排序,筛选出最优调控负荷。最后,对3机9节点系统和16机68节点系统算例进行仿真计算,结果表明所提控制策略可有效抑制系统振荡。     

基于高斯过程回归的工业用户需求响应潜力评估方法

精确的用户需求响应潜力评估有助于电力公司或者负荷聚合商合理调用需求侧资源,提高需求响应的实施成效,以及降低电力系统的负荷峰谷差。在此背景下,针对用电容量大且负荷规律性强的工业用户,提出了一种基于高斯过程回归的需求响应潜力评估方法。首先,构建了基于时序分解算法的工业用户负荷分解模型,并提出了负荷趋势性和周期性分量的可中断负荷特征提取方法以及工业用户的需求响应意愿特征提取方法;然后,基于提取的特征,构建了基于高斯过程回归的工业用户需求响应潜力评估模型;最后,以浙江省工业用户的实际需求响应数据为例,对所提需求响应潜力评估方法的有效性进行验证。仿真结果表明所提方法可以较为准确地评估工业用户的需求响应潜力,为电力公司或者负荷聚合商制定需求响应方案提供参考。     

考虑负荷季节特性的电价型需求响应最优定价策略

实施峰谷分时电价策略能够有效降低负荷峰谷差同时节约电网投资,但不同季节的负荷特性具有显著差异性,其影响峰谷分时电价最优策略的制定,因此文章提出了一种考虑负荷季节特性的峰谷分时电价定价策略及时段划分模型。首先,描述所提出的需求响应架构;其次,采用k均值方法获取各季节典型日的负荷曲线,并采用改进的移动边界技术对各季节典型日负荷曲线进行时段划分,通过设置时段划分约束因子,并采用戴维森堡丁指数(Davies-Bouldindex, DBI)作为目标函数建立峰谷时段划分优化模型;然后,构建考虑负荷季节特性的需求价格弹性矩阵,以及考虑负荷季节特性的峰谷分时电价优化模型,并采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法求解模型。采用RTS测试系统提供的负荷序列样本对所提算法和模型进行验证分析,验证了所提方法和模型的有效性以及正确性。     

以统计信息为基础的电网负荷特性记录装置安装地点选择

基于统计信息与实际测辨数据相结合的电力系统负荷建模思想在实践中可行的路线是以变电站聚类，并从中选择典型变电站安装负荷特性记录装置为核心的方法。在简述传统基于聚类分析的位置选择方法基础上，指出在位置选择中应重视各类负荷的特性差异对位置选择的影响，提出一个以静态指数负荷模型的特征量进行聚类分析的负荷测辨装置位置选择新方法。针对某地区电网的实例分析，表明所提方法的可行性。     

湖南省峰谷分时电价分析及优化策略研究

针对湖南省电网执行峰谷分时电价存在的问题,结合湖南省实际情况,提出完善峰谷分时电价的策略。以规划综合大数据平台为基础,基于负荷需求弹性分析,综合考虑供电成本、用户用电成本、负荷优化目标等条件,通过研究电价价差调整原则,制定出不同时段的电价,根据电价的经济信号,引导各类用户合理用电,优化负荷特性,提升湖南电力系统运行效率和全社会资源利用效率。     

计及预测误差时变相关特性的新型电力系统爬坡容量需求分析方法

为提高新型电力系统爬坡容量需求分析的准确性,提出了计及净负荷预测误差时变相关特性的爬坡容量需求分析方法。首先明确新型电力系统所需要的爬坡容量构成,分析爬坡需求与净负荷预测误差之间的关系。然后,建立了净负荷预测误差与净负荷预测值的动态Copula函数,通过演进方程构建Copula函数参数的时序关联关系,应用条件概率理论建立由于净负荷预测误差而产生的爬坡需求概率分布模型,以置信区间对爬坡需求概率分布结果进行离散化表征,从而得到相应的爬坡容量需求。最后,基于我国西部某电网的实际运行数据,以是否考虑预测误差时变相关特性构建了3种不同的测算模型,算例计算结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于负荷曲线优化的抽水蓄能电站优化调度

随着负荷峰谷差增大,电力系统调峰困难问题日益突出。抽水蓄能电站具有启停迅速、削峰填谷等良好的运行特性,可以作为调峰电源优化负荷曲线,减小负荷峰谷差和波动性。建立了以抽水蓄能电站运行后的等效负荷曲线峰谷差减小、曲线更为平滑为目标的多目标抽水蓄能电站优化调度模型。利用引入Maxmin函数和ε支配的改讲多目标粒子群算法对模型进行求解。通过算例验证了本文所提模型和算法的有效性和合理性。     

基于负荷特性的大用户业扩辅助分析方法

业扩报装是供电公司面向用户用电的一项重要业务,对保证配电网安全稳定运行、提高配电网经济效益具有十分重要的意义。当前供电公司在制定业扩报装供电方案时,一般只考虑用户的最大负荷,忽略了大用户负荷的时序特性,导致电源点负荷日峰谷差不断增大等一系列问题。为进一步提高大用户业扩报装方案的精准化程度,提出了基于负荷特性的大用户业扩辅助分析方法。首先,通过模糊C均值聚类(FCM)建立大用户负荷特征库;其次,通过梯度提升树模型建立了负荷模式识别方法;最后,建立大用户供电接入方案优化模型,确定供电接入优化策略。文中所提方法可降低电源点负荷峰谷差率,提高电力系统安全稳定性。     

基于生成对抗Transformer的电力负荷数据异常检测

电力负荷异常数据将为电力系统规划、负荷预测以及用能分析等带来较大的负面影响，亟需对负荷数据异常进行检测与识别。首先针对电力负荷数据异常分类、原因及其特征开展分析；其次改进传统Transformer编码器结构，采用多头注意力层代替掩码多头注意力层，同时移除前馈网络，以提高模型对负荷时序序列的全局注意力；然后基于生成对抗网络(Generative Adversarial Networks, GAN)生成器与判别器的博弈结构，提出了一种改进的GAN-Transformer的模型，给出了模型的详细架构与数学表达，帮助模型更好的捕捉趋势性特征同时加速模型收敛；引入多阶段映射与训练方法，综合焦点分数打分机制，通过分阶段负荷序列重构帮助模型更好的提取负荷数据异常特征；最后通过算例分析，验证了所提模型的有效性与优越性。     

考虑多维时域特征的行业中长期负荷预测方法

中长期负荷预测是电力系统规划与设计的重要依据，准确的行业中长期负荷预测能为电网布局规划、检修计划制定等提供决策支撑。在此背景下，针对行业中长期负荷隐含的多维时域特征，提出一种基于分解和预测思想的行业中长期负荷预测方法。首先，构建了基于周期趋势分解算法的行业中长期负荷特征分解模型，以得到分别表征行业负荷变化趋势性、周期性以及随机性特征的趋势分量、周期分量及残差分量；接着，针对分解得到的各维度分量，分别构建了基于门控循环单元的行业负荷全局趋势特征提取与预测模型、基于卷积神经网络的负荷周期局部特征提取模型，以及基于改进自适应高斯核密度估计的负荷残差概率密度预测模型，由此形成考虑多维时域特征的行业中长期负荷预测方法。最后，以中国某市化工行业负荷数据为例，验证了所提预测方法的有效性。     

基于用户响应的分时电价策略研究

针对因不恰当电价政策改变负荷曲线的峰谷特性而引起的用电时段需要频繁重新划分的问题,首先,引入弹性效应权重对需求价格弹性矩阵进行改进,建立了用户响应模型。然后,基于模糊聚类对负荷峰谷时段进行了划分。最后,以负荷峰值和负荷波动系数最小为目标,建立了峰谷分时电价的决策模型,讨论了峰谷倒置对优化结果的影响。结果表明,应用所提模型可使负荷曲线保持原有峰谷特性,同时可使负荷波动有效降低。     

计及动态电价的电动汽车参与微电网调度双层优化策略

电动汽车(Electric vehicle,EV)充电负荷变化量受微电网爬坡性能限制,因此本文考虑微电网机组爬坡特性,提出一种计及动态电价的EV参与微电网调度双层优化策略。上层为EV 负荷模型,分析不同类型EV快/慢充特性 ,考虑微电网电价对EV充电需求的引导,建立以用户满意度最大为目标的EV负荷模型。下层为多微电网运行模型,根据微电网净负荷大小制定动态电价策略,考虑EV充电负荷对微电网新能源的消纳及电源爬坡的需求,优化各微电网区域动态电价,以微电网净负荷波动及运行成本最小为目标,建立多微电网区域运行模型。最后以某城市区域微电网及EV充电需求算例分析进行验证,结果表明：与固定电价及峰谷分时电价相比,所提方法实现了EV负荷在微网区域的有序充电、平抑净负荷波动的效果,能够有效降低充电行为对微电网安全经济运行的影响。     

基于时间序列相似性度量的新能源-负荷特性指标

为满足新能源高渗透率电力系统在曲线性状、特征、度量上对负荷特性指标的新需求,提出一种将新能源出力和用电负荷曲线的负荷特性指标拓展为可表达其相互关系的新能源-负荷特性指标。计及数据分布特性与形态波动特征,改进时间序列相似性度量方法,将欧氏距离与改进后的动态时间弯曲距离相结合求取负荷曲线和新能源出力曲线的相似性距离,将其定义为源荷相似性距离作为新能源-负荷特性指标。算例表明,所提指标比传统负荷特性指标能更有效描述新能源高渗透率电力系统负荷特性。     

云模型理论在互联电力系统负荷频率控制中的应用

针对负荷频率控制系统具有不确定性问题,提出一种基于云模型理论的多区域互联电力系统负荷频率自适应PI控制方法。该方法以区域控制偏差量e作为云模型发生器的前件,PI控制器参数的整定值P和I作为云模型发生器的后件,建立适于负荷频率控制的一维云模型PI控制器。同时分别从频域和时域角度模拟不同情况下的负荷扰动,采用云模型控制器对PI控制器参数自调整,实现电力系统的负荷频率控制。仿真结果表明,在满足各种负荷扰动情况下,所提方法可有效地跟踪功率波动所引起的频率偏差,满足负荷频率控制指标,具有更强的抗干扰性和鲁棒性,其控制效果明显优于传统PI控制器。