含源荷相似度和曲线波动度约束的源荷储协调优化模型

电力系统源网荷储协调运行必将改变原始源荷曲线,为了定量刻画协调运行的效果,针对源荷曲线的数据分布特性与形态波动特征,提出一种新能源–负荷相似度指标和曲线波动度指标。改进时间序列相似性度量方法,求取负荷曲线与新能源出力曲线的数值、形态相似性距离,作为新能源–负荷相似度指标;计算曲线各相邻时段平均波动程度,作为曲线波动度指标。应用指标建立了含相似度与波动度指标约束的源荷协调两阶段优化模型。第一阶段,以上述两指标为约束,以传统机组运行成本最小、新能源与负荷的总调节量最小、新能源消纳量最大为目标,得到期望的总负荷曲线和新能源出力曲线;第二阶段,基于变分模态分解将原始曲线与期望曲线差值序列分解为低频序列与高频序列,作为能量型、功率型电池的充放电功率约束;以云储能与需求响应总调节成本最低为目标,将原始曲线调整为期望曲线。算例表明,所提指标和模型能有效减少弃风弃光、降低系统运行成本、改善各功率曲线性状,可为储能调度、需求侧管理以及源网荷储协调优化提供有效的理论支撑。     

满足频率稳定约束的新能源电力系统惯量评估与新能源最大渗透率研究

构建以新能源为主体的新型电力系统是实现“碳达峰、碳中和”的技术路径之一。由于新能源出力具有较强的波动性与间歇性，且新能源大量替代同步机后，将导致电力系统惯量水平下降，恶化系统频率响应特性，削弱系统抵御功率差额的能力。本文研究了新型电力系统频率稳定问题机理，分析了高渗透率下新能源电力系统动态频率响应特性与系统惯量之间的关系，并以云南“十四五”及中长期构建以新能源为主体的新型电力系统为例，测算了新能源高占比情况下的电力系统惯量变化趋势及新能源最大渗透率。     

基于新能源-负荷相似性的源荷储协调调峰优化调度

合理利用可调节负荷的响应特性来实现源荷储的协调调度,可有效缓解新能源、负荷的不确定性所带来的调峰压力。基于新能源-负荷（NER-L）相似性,建立可调节负荷响应目标。基于相关系数,建立能准确刻画负荷对新能源出力跟踪匹配程度的NER-L相似性指标,并将指标引入所建源荷储协调调峰的双阶段优化调度模型。第一阶段模型以NER-L相关系数最大为目标,确定可调节负荷在各时段的响应功率并获得最优电网负荷;第二阶段模型以弃风弃光量最小、调峰运行成本最低为目标,优化火电机组及储能出力。以IEEE 30节点系统为例,对NER-L相似性、净负荷峰谷差、系统调峰运行经济性及新能源弃电功率进行计算分析,结果验证了所提模型的有效性。     

源-荷协整关系与电价时间序列协整模型

针对电源出力曲线与需求侧负荷曲线因功率实时平衡而完全一致的特点,证明二者存在数学意义上的协整关系。在新能源高渗透率系统的源-网-荷-储协调运行中,将源网、荷储功率曲线分别合计为源、荷曲线,提出源-网-荷-储协调调度的源-荷协整关系和理论依据。为了实现协整并消纳新能源,提出源-荷与电价时间序列协整的经济技术模型,该模型以常规机组出力波动率最小为目标,以不平衡电价为约束。算例结果表明:源-荷曲线时间序列与电价之间协整后得到的常规机组出力波动率较小,因此变量之间的协整关系可以充分发挥终端用户的资源配置潜力,激励需求侧资源负荷曲线的变化,最大化地消纳新能源。     

规模性新能源接入对电网峰谷差影响研究

随着全社会新能源开发建设速度加快,大规模新能源接入对电网运行的影响值得研究与探讨。以某地区电网相关数据为研究样本,提炼出电网负荷特性及新能源出力特性,并进行分析、比较,研究新能源接入对电网峰谷差的影响。鉴于新能源出力具有波动性与间歇性,特别是风电具有反调峰特性,所以结果认为新能源接入会造成电网用电负荷峰谷差增大,影响电网安全用电。     

大规模风光火容量配置研究分析

"三北"地区的弃风、弃光一直是制约新能源发展的大问题,通过制定合适的风、光、火电源配置方案,在保证电网稳定的同时能有效提高新能源消纳能力。根据历史气象数据结合新能源实际出力数据,确定风、光出力特性,拟定不同的风、光、火容量配置方案,以负荷年出力和日出力曲线作为送电曲线,进行计算,分析新能源利用率、弃电量等指标,最后选出最优方案。针对±800 k V哈密至郑州直流输电工程完成电源优化配置,结果显示,风、光、火多电源系统中,新能源的消纳主要受容量配置比例、火电调峰能力及新能源出力与负荷出力的同频程度影响。     

考虑实时备用率的中长时间尺度新能源发电备用的方法

在新型电力系统中,考虑到中长期时间尺度下新能源出力具有较强规律性,提出了中长时间尺度新能源纳入备用的实时备用率的确定方法。根据实时备用率将新能源可信出力纳入备用,建立多电源电力生产模型。所建模型以生产成本最小为目标函数,考虑电源运行成本、新能源弃电成本、切负荷惩罚成本及机组出力、功率平衡、逻辑变量等约束条件。采用时间迭代将中长时间生产模拟化简为短期优化问题,利用CPLEX求解。以改进IEEE-24节点系统作为算例,优化结果表明新能源电源采用实时备用率的方法纳入备用时,电力系统生产运行总成本更低;新能源渗透率越高,纳入新能源为备用的经济效益越明显;风电和光伏独立确定备用率时,备用成本和污染排放更低。     

基于鲸鱼优化算法的新型电力系统中抽水蓄能机组容量最优规划策略

在新能源高占比的新型电力系统中,抽水蓄能可弥补新能源出力的波动性和随机性带来的不足.根据负荷预测数据,结合风电机组、光伏机组和火电机组的出力特性与抽水蓄能自身调峰特性,建立最大消纳新能源及减少碳排放的目标函数,通过鲸鱼优化算法模拟鲸鱼觅食的3个阶段来规划地区不同程度新能源渗透率下的抽水蓄能装机容量,以达到清洁能源消纳,节约成本的目的.     

基于分形理论的电力系统负荷特性研究

掌握电力负荷特性的变化规律是建立负荷预测模型的关键。分形理论是近年来发展起来的新兴非线性系统理论,把分形理论应用于电力负荷特性的分析研究中,通过对电力系统负荷曲线进行分析,得出电力系统负荷变化具有一定的周期性规律。运用分形理论,分维数表明:相同空间状态下电力系统负荷具有自相似性;相同时间尺度下电力系统负荷具有自相似性,并对电力负荷分形特性的稳定性进行了论证,从而证明了分形理论应用于负荷预测的可行性和合理性,为将分形理论应用于电力系统负荷预测提供了理论依据。     

敏感负荷对含新能源配网规划的影响

由于新能源出力不稳,未来高比例新能源接入会使配电网电能质量下降,从而降低敏感负荷的运行效率,严重时导致设备运行异常甚至故障。在此背景下,电压下降至敏感负荷电压耐受曲线的不确定区域内时,可能会发生负荷损失的情况,需在配电网规划加以重视,以提高电网的安全性和经济性。文中以变频调速电机为例进行建模,分析其电压敏感性,并估算了变频调速器在电压耐受曲线不确定区域内的故障概率。然后将电压敏感型负荷的损失量纳入配电网风险规划模型中,对现有风险规划进行改进,算例结果验证了所提方法的可行性和有效性,为未来配电网规划提供了参考。     

改进分段线性表示与动态时间弯曲相结合的负荷曲线聚类方法

聚类分析是负荷特性分类与综合的基本方法。针对现有聚类方法应用于基于电网大数据平台的在线负荷建模中在聚类质量、鲁棒性等方面表现的不足,提出一种改进分段线性表示(IPLR)的日负荷曲线降维方法。利用IPLR对数据组进行自适应降维重构的优点,与动态时间弯曲(DTW)距离适用于不等维时间序列间相似度衡量的特点相结合,构造出IPLR与DTW距离相结合的日负荷曲线聚类方法。首先,根据负荷曲线相邻及间隔采样点变化量,提取负荷曲线的特征点,对曲线进行自适应降维重构;然后,以DTW距离作为曲线相似度衡量指标,运用基于Canopy的K均值(CK-means)算法对降维数据组展开聚类分析。将所提出的方法应用于中国某省区电网典型用户日负荷曲线的分类与综合,结果表明所提降维方法与相似度衡量方法相契合,具有良好的综合性能,适用于变电站综合负荷行业构成比例解析。     

基于负荷特性分析的电力用户用电行为特征研究

通过定义用电特性指标、划分负荷重要性等级,建立了针对精细化需求响应的新型负荷特性分析指标体系。以某企业用电数据为例,应用主成分分析法分析了用电行为影响因素,利用决策树分类法提取了用电行为影响因素特征量。并结合实际算例,研究了用户典型用能模式的特点及其行为原因,为需求响应策略的制订提供理论支持。     

基于数据驱动方法的疫情阶段电力用户负荷特性画像模型

电力用户负荷画像建模是一种面向用户的、通过挖掘用电数据中的负荷特性建立差异化画像标签的重要方法,现有研究方法多侧重于画像方法的研究,而缺乏完善的负荷特性标签体系。文章提出了一种基于数据驱动的负荷特性分析通用方法,从调度部门最关注的用电规律性、平顺度、负荷调控能力以及疫情影响度四方面构建负荷特性标签体系。首先,采用模糊C均值聚类算法从海量实际负荷数据中提取行业典型负荷曲线,综合考虑各行业用电特性,从4个方面构建完善的负荷特性标签体系,并建立考虑疫情影响的多类型用户负荷特性画像模型。其次,细化负荷特性标签,给出相应指标定义和计算方法,并采用模糊聚类算法判定指标分界,采用熵权法对用电平顺度进行综合评分。最后,通过算例对各行业典型用户的用电数据进行分析,并给出普适的指标分界,为各行业电力用户负荷建模提供了一种新思路。     

考虑光伏预测误差兼顾平抑波动的双层储能运行策略

为满足新能源发电并网要求、保证电力系统稳定运行,针对间歇性新能源发电的不确定性及波动性给电网设备稳定运行带来的安全问题,文中提出一种以补偿预测误差和平抑并网功率波动为目标的双层规划模型。首先,构建容量与误差满足率特性曲线得出最优储能容量,提高储能系统的经济性。其次,上层规划模型以预测误差最小为目标,建立储能系统充放电功率分配策略,并考虑储能电池循环寿命,设置非必要补偿值以避免其过充过放;下层规划模型以并网波动率最小为目标函数,采用模型预测控制算法对补偿后的光伏出力进行超前滚动优化控制,实现对光伏出力波动的平滑。最后,以上述模型为基础建立模型评估指标函数,以新疆某21 MW光伏电站为例进行算例分析,验证了策略的可行性。     

基于人体舒适度指数的配电网短期负荷预测方法

针对配电网负荷特点,提出了一种基于负荷曲线形状相似度与人体舒适度指数的配电网短期负荷预测方法。研究了负荷曲线形状相似的特点,依靠各时刻负荷差值期望,给出了一种负荷曲线形状相似度计算方法。针对气象因素对负荷的影响,引入了人体舒适度指数,并根据日最高气温与最低气温,给出了一种日人体舒适度指数相似度计算方法。根据配电网负荷类型特点,分析了节假日与正常工作日情况下,各类型负荷变化特性。结合上述特性,给出了一种配电网短期负荷预测方法,并详细论述了方法原理及步骤。结合某一配电网电源点9天历史数据与气象数据作为实例,表     

基于灵活性裕度的含风电电力系统源荷储协调滚动调度

新能源渗透率提高增加了电力系统调度运行难度,电力系统灵活性不足严重影响了新能源消纳和电网安全运行。从灵活性资源出力特性和灵活性供给能力角度入手,基于电力系统灵活性裕度指标,以最大抽蓄调峰效益、最大风电消纳电量、最小机组运行成本和最小可中断负荷调用成本为目标,计及电力系统运行约束,建立源荷储多种灵活性资源统一协调滚动调度模型。基于协调调度思想,优化日前每个调度时段各灵活性资源出力,然后利用日内超短期风电预测数据,滚动修正各灵活性资源出力状态。最后通过算例验证了模型及其调度方法的有效性和可行性。     

基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法

为了提升微电网智能化调控性能,针对微电网负荷调控策略制定问题,基于数据驱动思想借助人工智能技术,提出基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法.首先根据分布式电源与可调控负荷多维运行数据,构建下一调控周期微电网源荷综合特性图像;进而提出了基于K均值聚类-加速鲁棒特征(K-SURF)算法的微电网源荷综合特性图像相...     

特高压直流主送新能源技术经济研究

中国西部北部清洁能源基地通过特高压直流通道实现多能互补联合外送,特别是主送或全送新能源对于支撑可再生能源科学发展和高效消纳具有重要的价值和作用。结合特高压直流功率运行控制方式,提出了特高压直流主送新能源的设想,构建了包含配套电源和输电通道特性在内的数学模型。在合理设定兼顾送端新能源出力特性和受端负荷特性的输电曲线基础上,以典型工程为例分析了主送新能源模式下的配套电源优选原则和具体方案,提出了实现特高压直流主送或全送新能源的相关建议。结果表明：以火电补充满足直流通道最小运行功率需求,高比例主送风电、光电等新能源电量是技术经济可行的。