基于重要用户的应急电源优化配置

从各分区供电所应急电源的容量配置现状和重要用户的应急电源需求情况出发，充分考虑供电可靠性和企业经济性的关系，在一定的约束条件（时间约束、容量约束等）下，提出了以总费用最小化为目标的应急电源优化配置模型，建立了基于遗传算法的应急电源优化配置算法。通过算例分析和基于地理信息系统（GIS）的软件实现，验证了所提出的模型和算法的有效性。该研究有助于减少停电损失，提高城市电网的供电可靠性和应急能力。     

含区间数的电力应急网络最优调度路径的确定

合理确定移动应急电源的调度路径有助于缩短用户停电时间。在实际电力应急过程中,移动应急电源在各条路径上的行驶时间是不确定的,往往只能给出区间范围。在此背景下,发展了含区间数的电力应急网络最优调度路径的确定方法。首先,构造了用户满意度函数,以对区间数进行量化表征,并以失电用户的满意度最大为目标提出移动应急电源的路径优化模型;然后,针对该模型具有复杂非线性的特征难以求解的问题,引入最短路径函数和最小距离函数,经过一系列变换将其转化为最短路的变权迭代问题,并采用二分法求解;最后,算例说明了所提的模型方法的有效性和可行性。     

计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度

建立电力应急响应机制对提升电力系统应急保障能力意义重大,发生停电事故时合理调度移动应急电源可以降低停电损失,是应急响应过程中重要的一环。停电事故发生时实际停电持续时间、移动应急电源行驶时间和重要用户缺电功率都存在不确定性,然而现有的与移动应急电源优化调度有关的研究大多并未考虑这些不确定因素。在此背景下,提出一种计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度方法。首先,以区间数表示调度过程中的不确定因素,建立以重要用户停电损失最小为目标函数的包含区间数的优化模型。接着,针对该模型中包含的非线性函数及二次项,通过引入辅助决策变量的方法将模型转化为混合整数线性规划问题。然后,针对悲观解在很多情况下可能过于保守的不足,提出一种基于可接受的解的波动范围的鲁棒优化方法。最后,通过算例说明了所提出模型能够有效地应对移动应急电源优化调度中的不确定因素并得到有效的调度方案。     

考虑用户差异化可靠性需求的配电网规划方法

综合考虑配电网中源储荷等资源的运行响应特性和终端用户的差异化可靠性需求,提出一种基于主从博弈且满足经济性、可靠性、安全性相协调的配电网双层优化规划方法。其中,上层模型以配电网经济性最优为目标,求解分布式电源选址定容结果;下层模型以用户差异化可靠性指标最优为目标,求解各时段分布式电源和可中断负荷最优出力安排。最后,采用改进的基于混沌搜索的自适应粒子群算法求解,以IEEE-33节点系统为例对所提模型与方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够有效满足不同类型终端用户的差异化可靠性需求。     

城市移动应急电源的优化调度

建设电力应急管理平台、建立和完善电力应急服务机制对提升电力系统应急保障能力意义重大。与此相关的一个重要问题是如何合理调度现有的移动应急电源,以提高城市电力系统应急处理能力进而最大限度地降低停电损失。现有电力应急方面的研究多侧重于应急指标体系的构建和应急平台的建设,而对于城市移动应急电源的优化调度研究还未涉及。在此背景下,构造了城市移动应急电源的双目标优化调度模型,以各失电用户总停电损失之和最小为主目标,以移动应急电源的富余容量最小为次目标。之后,针对该模型包含了非线性的最大值函数和符号函数而难以求解的问题,通过引入0-1变量等措施将原模型转化为混合整数线性规划问题,并提出了一种基于分层序列法的求解方法。最后,用算例说明了所提出模型和方法的基本特征。     

计及需求响应的海岛微电网群优化运行研究

在海岛可再生能源替代与电动汽车技术大规模应用的背景下,为解决偏远海岛居民的用电需求,提出了计及需求响应的电动汽车接入海岛微电网群的优化方法。首先,根据实际监测数据集对电动汽车充电行为建模,对比多种分布形式的联合评价和指标,得到拟合较好的概率分布函数。其次,选取多个海岛构成低碳化海岛能源系统,在考虑可再生能源渗透率和用户满意度的前提下,建立了以海岛微电网群的经济性和环保效益最优为目标的微电网群优化模型,利用蜘蛛蜂优化(spider wasp optimization, SWO)算法求解。最后,以浙江某海岛群为例进行验证,算例结果表明,所提海岛微电网群优化模型能够在满足可再生能源高渗透率的场景下,有效降低系统成本,更具经济性。     

考虑响应量与风电出力相关性的需求响应优化调度研究

在考虑风电场出力与负荷响应量相关性的基础上,建立以成本最小化为目标的日前优化调度模型。首先根据响应量和风电出力的概率分布建立基于Copula函数的联合概率分布模型;然后提出需求响应（demand response,DR）用户互动满意度指标来限制需求响应负荷的可调节程度;最后建立以电网总成本最小化为目标的日前优化调度模型。以IEEE39标准算例为例验证了模型的合理性和准确性,结果表明考虑响应量和风电出力相关性可以有效降低系统运行成本,提高系统调度的经济性。     

考虑需求响应的含风电电力系统的优化调度

建立了考虑电价响应和用户满意度的含风电电力系统优化调度新模型。该新模型融入电价响应这一用电调度方式来优化调整次日的负荷曲线,以降低风电的反调峰特性和间歇性对优化调度的影响,同时通过引入用户用电满意度约束,确保所做出的调整让用户满意。该模型改变了一味通过协调优化发电侧资源去配合风电并网的传统模式,形成了发电资源和负荷资源共同协调优化配合风电并网的新模式。算例分析表明,所提出的考虑需求响应的含风电电力系统的优化调度模型,可以在满足用户用电满意度的前提下,降低系统运行费用,特别是大幅降低了机组的启停费用,提高了含风电电力系统运行的经济性。     

考虑精细化潜力评估的负荷聚合商优化调度

负荷聚合商可以聚合用户负荷,实现需求响应,缓解电网压力。为了减轻用户需求响应能力差异和响应行为不确定对负荷聚合商响应特性的影响,构建了需求响应潜力评估模型并提出基于精细化潜力评估的负荷聚合商优化调度模型。首先设计使用 4 个指标,建立基于用户历史用电数据的需求响应潜力精细化评估模型,将需求响应潜力的评估精细到设备级,研究在不同经济激励下的用户及设备的需求响应潜力。然后将需求潜力评估模型与负荷聚合商的优化调度模型相结合,求得最优的调度结果。仿真结果表明,设计的模型能精确反应用户及设备的需求响应潜力,将此模型和负荷聚合商的优化调度模型结合可以充分发挥用户的需求响应能力,提高用户满意度,调动用户的积极性,从而提高负荷聚合商的可靠性和整体的经济性。     

考虑应急电源功能的住宅小区微电网运行策略

随着社会用电量攀升,极端天气频发,电力中断事件时有发生,导致小区等用户用电质量下降。针对该问题,对具有应急电源功能的住宅小区微电网运行策略进行研究。首先,建立了考虑应急电源功能的住宅小区微电网模型,包含分布式光伏、储能、电动汽车等调控资源。然后,在常规状态下,提出以最小购电成本为目标、能量预存为约束的风险评估与能量预管理策略。外部供电中断时,在保证必要负荷供电正常的前提下,提出以资源利用率最大和运行成本最小为目标、以储能容量为约束的应急能量管理策略。最后,通过住宅小区负荷中断场景的仿真实验,验证了所提运行策略的有效性。该运行策略有效解决了住宅小区供电中断问题,在保证住宅供电安全性与可靠性的同时,兼顾了应急供电资源的利用率和经济运行效益。     

计及综合需求响应的社区综合能源系统优化调度

综合能源系统（IES）需求侧潜在的电、热、冷和天然气可调度资源是降低IES运营成本的重要因素。为了在降低IES运营成本的同时保证用户用能满意度,建立了考虑综合满意度约束的IES日前优化调度模型。首先,基于温控负荷的热惯性建立社区综合能源系统柔性热负荷和冷负荷虚拟储能模型。同时,基于可平移、可转移、可削减的分类方法建立柔性电、气负荷优化调度模型。此外,基于主观法和客观法相结合的综合赋权方法建立满意度模型,并对比不同满意度约束下IES运营经济性和设备容量利用率。在Matlab软件平台编程并应用分支定界法求解仿真算例。仿真结果表明,所提出的优化调度模型可以降低IES运营成本,提高IES设备容量利用率,并保证用户用能满意度。     

面向需求响应的数据驱动零售电价定价策略

需求响应旨在削峰填谷和改善负荷轮廓,以提升电力系统运行的安全性和经济性。合理的电力零售定价有助于引导用户调整用能行为,促进需求响应。在此背景下,提出一种用能行为学习模型和一种个性化零售定价方案。首先,分析用能行为特征,利用基于多类注意力机制的长短期记忆网络提取特征关联性,构建用能行为学习模型。然后,考虑价格风险,以最大程度开发用户需求响应潜力为目标,建立个性化零售定价模型。算例仿真结果验证了所采用的学习模型相对传统深度学习模型的优势,提出的个性化零售定价方案可开发时变需求响应潜力,且能有效规避零售商收益风险和用户购电成本风险。     

考虑时间分级的移动应急电源优化配置模型

合理配置移动应急电源对提高城市电网应急能力具有重要意义。综合考虑停电时间、用户自备电源供电时间、供应点与用户间交通时间、用户损失费用、应急电源投资和维护费用以及供应点交通便利度等因素,建立了含3个优化目标考虑时间分级的应急电源配置数学模型。提出了求解该模型的引入回溯表和长期表的多目标禁忌搜索算法;模型统一考虑了供应点选址及用户选择,并能够提供多种候选方案。实际算例证明模型和求解算法是合理和有效的,也有助于提高城市电网应急能力。     

计及激励型需求响应的微电网可靠性分析

鉴于激励型需求响应能够引导用户调整用电行为、主动参与负荷削减,而微电网中的分布式电源及储能能为实施激励型需求响应提供响应时间,文中对计及激励型需求响应的微电网可靠性进行了重点研究。首先分析了激励型需求响应的机理及其对供电可靠性的影响,接着对激励型需求响应用户进行综合评估,建立了需求响应的调度模型。然后以用户收益最大为目标建立用户侧的响应模型,并提出了计及激励型需求响应的微电网负荷削减策略。最后基于蒙特卡洛模拟方法对改进的RBTS Bus6测试系统进行可靠性评估和经济性分析。算例结果验证了所建模型的有效性,证明了激励型需求响应能有效提高微电网的可靠性和经济性。     

新能源消纳与用户侧响应主从博弈的配电网智能软开关选址策略

分布式电源接入配电网后,配电网调控能力不足导致新能源消纳水平低、用户支出经济性指标差,提出一种新能源就地消纳和用户支出主从博弈的配电网智能软开关选址策略的嵌套模型和方法。外层建立以新能源渗透率最大、电能质量指标最佳且计及传统调控手段的模型结构;内层考虑新能源用户消纳的分时电价、储能装置充放电成本和日运行费用因素,构建能满足用户支出成本最低的需求响应模型。调用CPLEX求解器求解混合整数非线性规划模型,用户侧与配电网侧模型通过反复博弈优化决策变量,主从博弈内层优化采用改进粒子群优化算法加快收敛速度。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行分析,验证了所提智能软开关选址策略的有效性。     

基于需求侧博弈的区域综合能源服务商最优运营策略

为了提高综合能源服务商运营服务的高效性、清洁性和经济性,提出了一种基于需求侧博弈的综合能源服务商最优运营策略。通过对综合能源服务商模型的分析,以用户能源消耗量确定系统碳排放量,建立了区域综合能源服务商碳排放模型,确定了园区的碳排放量。在此基础上,考虑了用户对用能成本波动的可承受能力和服务商应对用户用能变化的风险成本,分别以综合能源服务商全天利润最大、用户用能成本最小为目标函数,建立了综合能源服务商-多用户博弈优化模型。采用迭代搜索法得到纳什均衡解,从而确定服务商最优运营策略。最后以典型工业园区为例对所提策略进行仿真验证。结果表明,所研究的服务商运营策略有效降低了系统碳排放量,提高了综合能源服务商的经济效益和用户满意度。     

考虑用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型

虚拟电厂(VPP)参与需求响应可提高电网的调节能力,但用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致VPP无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题。为此,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的VPP需求响应交易模型。将VPP内部柔性负荷细分为可削减负荷、可转移负荷、可替代负荷3类,并根据不同柔性负荷用户的用电模式、影响因素、参与需求响应的服务方式,分别构建3类柔性负荷用户的细分用电满意度模型。分析3类柔性负荷用户提供需求响应服务的不确定性来源,分别建立3类柔性负荷用户参与需求响应的响应量期望模型。基于用电满意度模型和响应量期望模型,在以电网公司为主导的VPP需求响应交易模式下,构建需求响应交易模型。通过算例仿真验证了所提模型的有效性。     

考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

光伏、储能和需求侧响应的协调运行可有效平抑负荷波动并提升配电网运行的经济性。为实现通过主动运行提升配电网资产利用率的目标,本文首先改进了主动配电网的运行策略,在电网正常状态下,考虑了用户舒适度以及用电经济性的双重需求,建立了基于启发式滑动数据窗滚动技术的价格型空调快速响应模型;在电网故障状态下,提出了考虑用户赔偿的激励型空调负荷响应模型,以及故障状态下存在互联的馈线组内广义需求侧资源协调调度的共享策略,以减少线路的冗余备用。其次,建立了基于以上运行策略的配电网主动运行收益模型,以及以配电网效益最大为目标的配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协同优化模型。最后,以改进的IEEE-33节点配电系统为算例进行了仿真。仿真结果验证了所提模型的有效性,并探讨了用户负荷需求侧资源参与程度对储能配置的影响以及共享机制对提升配电线路利用率的贡献,为主动配电网广义需求侧资源优化配置提供了参考。     

计及用户舒适度的电热水器多目标优化控制策略

需求响应通过电价或激励信号引导电力用户改变用电行为,提高电力系统的经济性和可靠性,用户的舒适度是需求响应项目在实行过程中需要考虑的重要内容。电热水器用量大、储热性较好,是重要的需求响应资源。文中以自动混水恒温型电热水器为研究对象,提出一种兼顾经济需求和舒适度的灵活调控方案,建立水箱热力学模型与自动混水阀控制系统,引入用电舒适度指标,建立了兼顾电费和舒适度指标的多目标优化模型;通过遗传算法优化求解,得到电热水器(EWH)最佳功率分布时段,并与传统控制策略和以最小化用电费用为目的的单目标优化策略进行对比,最后算例验证了该方法的有效性。     

考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应

目前综合需求响应（integrated demand response,IDR）缺少完善的互动机制,上级电网无法基于用户的实际响应潜力,对响应资源进行精准地调控和管理。为此,文章提出了一种考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应策略。首先,提出针对工业园区的综合需求响应互动机制,明确各个能源系统之间信息交互方式。其次,提出兼顾调峰需求、用能经济性和用户满意度的综合需求响应模型,采用分支定界法进行求解,得到用户可调控能力和对应的综合需求响应策略。同时,园区能量管理中心基于用户上报的响应方案,通过用户优选模型得到使整体补偿费用最低的用户响应组合方案。算例结果表明,所提IDR策略能够进一步挖掘用户的可调控潜力。另外,园区能量管理中心可根据各个用户的实际可调控能力合理选择参与需求响应的用户,在较低的需求响应成本下,获得相同的调峰潜力,有利于实现电网公司与工业用户的双赢。