源荷联动调峰辅助服务市场两阶段模型

新能源大规模并网给电力系统调峰带来巨大挑战,在电源侧深调空间逐步用尽的背景下,亟需高效的市场化机制引导用户侧可控负荷主动参与新能源辅助消纳.文中提出一种负荷聚合商参与的源荷联动调峰辅助服务市场框架,通过构建两阶段决策模型以实现考虑源侧深度调峰的用户侧调峰资源的市场化供给.其中,负荷聚合商测算其签约用户的需求侧响应容量及成本,基于边际效用进行竞价投标;火电机组测算其机组深度可调节能力,基于边际成本进行竞价投标,系统运营商建立采用随机机会约束规划方法的出清模型,实现源荷联动调峰市场出清.此外,进一步对市场的交易流程、出清规则及调控手段等关键问题进行了分析及探讨,算例结果验证了所提市场框架的有效性.     

电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方案研究

数量巨大的电动汽车充电桩可通过负荷聚合参与电力现货市场和辅助服务市场实现运行成本的综合优化。将对充电用户而言更易于接受的充电负荷灵活调整作为电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方式，从整体技术方案、市场机制设计、聚合平台设计、评估校核体系设计4个方面，开展了电力市场框架下的电动汽车负荷聚合商参与电网友好互动的方案研究。为解决海量充电桩的控制和通信问题，提出了服务调频辅助市场框架下的电动汽车充电负荷聚合平台云边端协同架构，可为电动汽车负荷聚合商参与辅助服务市场提供参考。     

基于虚拟发电厂理论的双侧调峰多目标协调优化调度

随着大规模新能源并网以及需求侧多样化的灵活性资源接入,电力系统的安全稳定运行正经受着源与荷双重不确定性的考验。为实现广域能源的优化调度,需要对新能源与灵活性资源进行协调控制。基于虚拟发电厂理论,将储能系统、电动汽车、柔性负荷以及分布式新能源等需求侧灵活性资源通过虚拟发电厂方式整合后,同电源侧资源一同接受电网的调度,建立了基于系统调峰指数、电网运行成本以及用户补偿成本的电源侧与需求侧协同调峰的多目标优化模型。该模型能够充分发挥电源侧和需求侧的调峰能力,实现新能源的可靠消纳。仿真分析结果验证了该模型的有效性。     

第三方独立主体参与华北电力调峰市场规则设计与实践

华北地区火电机组因供热调峰能力受限,且利于调峰的水电机组占比小,随着新能源装机不断增长,电网调峰问题日益突出。负荷侧资源中电动汽车、分布式储能、电采暖等设备具有充用电功率和时间可调节的特性,参与电网优化控制的空间大。结合华北电网结构特点和负荷特性,设计了第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场规则,提出了负荷侧资源参与省网调峰市场申报、出清、结算和分摊的原则与方法,对负荷侧资源参与省间调峰市场进行了有益思考。第三方独立主体参与京津唐电网调峰市场试点运行表明,负荷侧资源在市场机制引导下初步改变了"反调峰"特性,有效提高了电网调峰能力,促进了新能源消纳。     

面向高比例新能源消纳的西北调峰辅助服务市场机制及实践

“源网荷”灵活互动是智能电网发展、电力市场化改革背景下能源系统转型升级的必然发展趋势,也是解决西北地区新能源调峰资源短缺、消纳空间不足的关键。梳理了国内外面向高比例新能源的“源”“荷”“网”及“源荷”联动下的辅助服务市场的市场机制、交易品种等关键技术及建设经验,立足西北电网的调峰瓶颈及障碍,基于现行西北区域省间调峰辅助服务市场平台,提出了适宜西北地区负荷特性及新能源消纳需求的“源网荷”联动调度模式及交易机制,以期利用市场杠杆与调度策略并行的调控手段,激发源网荷各主体调峰意愿,联动多主体协同参与调峰,共同促进西北地区新能源的全面消纳。     

考虑负荷聚合商诚信度及用户满意度的日前调峰市场双层优化模型

新能源大规模并网对电力系统调峰带来较大挑战,在传统电源侧调峰空间逐步殆尽的背景下,亟需高效的市场机制引导用户侧灵活负荷主动参与调峰市场以维持电网安全稳定。结合用户实际情况,综合考虑用户满意度及负荷需求,提出了电动汽车、电采暖、储能等灵活负荷聚合参与日前调峰的市场机制,并建立了聚合商参与日前调峰市场出清及用户侧灵活负荷调度的双层优化模型。其中,上层模型考虑负荷聚合商诚信度的影响,以调度成本最低为目标进行日前市场出清;下层模型考虑用户满意度,以签订合同的形式调用用户侧灵活资源。仿真结果验证了将不同负荷聚合进行联合调度的可行性,表明所提出的策略能明显降低系统调度成本,保证市场调峰的可靠性,确保电网安全可靠运行。     

源网荷储多元协同调度体系研究与实践

当前,"碳达峰、碳中和"是我国重要的战略目标,建立以新能源为主体的新型电力系统是实现"双碳"战略的重要手段。为适应新型电力系统的发展需求,提出一种源网荷储多元协同调度体系,通过建立适应电源侧、电网侧、负荷侧各类资源参与的电力市场机制和多类资源协作互动调控平台,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。最后,经山东电网多地市源网荷储协调互动试验及试点应用,验证了所提出多元协同调度体系的有效性。     

面向主动需求响应的需求侧荷源二重性建模方法

以面向主动需求响应的荷源二重性建模方法为主题,从需求侧灵活性资源参与电网调度的视角分析了国内外在荷源二重性建模方面的研究成果,按照研究对象划分,负荷跟随电源（load-follows-generation, LFG）模型分为一般负荷、储能设备、分布式能源及其组合,对负荷响应建模、优化目标、约束条件、调度方法、控制方式等进行阐述,阐述了负荷跟随发电的模式能够实现主动需求响应,优化负荷曲线,缓解发电侧调度压力,促进可再生能源消纳。     

可调节负荷资源参与电网调控的思考与技术实践

随着新能源规模的发展和电网特性的变化,传统调节资源的调度空间越来越小,亟须有效拓展电网调节资源,推动"源随荷动"传统模式向"源荷互动"协同模式转变。在未改变现有智能电网调度控制系统结构的前提下,提出了可调节负荷资源参与电网调控的技术架构和若干技术。可调节负荷资源通过聚合商运营平台汇聚后与调度端负荷调控平台对接,构建调控机构-聚合商-负荷资源三级业务体系,实现调控机构与聚合商的监视、控制和市场等数据的实时交互,支撑负荷资源通过功率连续调节参与全网调度优化。中国华北电网对北京地区有序充电桩和分布式储能集群开展了168 h闭环控制,验证了文中所提技术路线的可行性。该路线陆续支撑了多个可调节负荷聚合商参与华北调峰辅助服务市场。最后,对大规模可调节负荷资源参与电网调控须面对和解决的技术问题进行了思考和展望。     

面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法

在 “双碳目标”的背景下,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统.而新能源快速发展和新型用能设 备广泛接入,对传统配电网规划提出了挑战.源网荷储协同的电力平衡是新型电力系统规划的核心,新型平衡资源考虑得越多,电网越经济,但风险也越大,反之亦然,因此需要对平衡进行折中和优化.以负荷预测为基础,综合考虑源网荷储等各方面灵活资源,通过叠加电能替代负荷、常规负荷、新能源出力、用户侧主动削峰填谷、电网侧调峰、 基于激励的需求响应、政府主导有序用电等,得到总负荷曲线、净负荷曲线、自然削峰后曲线、电网侧调峰曲线、平衡曲线与电力需求,创新性地提出了一种面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法和流程,助力新型电力系统 建设.     

计及需求响应下典型工业负荷排放特性的环境经济调度

水泥厂等工业用户一方面具有高排放属性,另一方面也具有相当可观的需求响应潜力,可作为电力系统应对风电等新能源发电不确定性的重要手段之一。为此,在含风电电力系统环境经济调度问题中充分考虑水泥厂大气污染物和碳排放特性及其需求响应能力,实现电力系统源荷协同的绿色低碳运行。首先,分析了电源侧火电机组和负荷侧水泥厂的大气污染物排放特性,并计及大气污染物的时空分布特性和污染源附近区域的环境容量裕度,提出了火电机组及水泥厂环保成本计算模型。同时,考虑了火电机组及水泥厂的碳排放特性,并采用阶梯型碳排放成本模型计算火电机组和水泥厂的碳排放成本。在此基础之上,提出了水泥厂负荷优化模型,以阶梯型分时电价的方式调动水泥厂参与需求响应,构建了源荷协同的含风电电力系统环境经济调度模型。最后,基于改进的IEEE 39节点系统进行了算例分析。结果表明,所提模型不仅可以实现电网侧和水泥厂成本均降低的双赢局面,还能够降低电力系统源荷整体的碳排放量。     

基于大规模V2G的区域电源低碳优化策略

碳达峰背景下可再生能源占比增加会降低系统灵活性、提高经济成本,并对电网运行稳定性造成冲击。随着电动汽车规模的扩大,其大规模接入电网时也会因充电不确定性而影响电网的稳定性。V2G(vehicle-to-grid)技术的实施使电动汽车规模化参与调峰辅助服务成为可能,故应将其纳入到未来的电力系统规划中。在考虑大规模电动汽车参与V2G调峰的基础上,重点研究了季节因素对电动汽车参与V2G出力的影响。以系统运行成本最小、电网侧负荷波动最小、用户侧经济收益最大建立了多目标规划模型,来优化电源结构,减少电源侧碳排放,提高系统整体经济效益。以我国河北省区域作为算例,设置不同情景进行研究分析。结果表明,规划期内V2G参与比例为70%时结果最优,电源侧碳排放降低3.45%,风、光消纳量提高10.18%,能够有效推动电源结构转型。     

电动汽车与温控负荷虚拟电厂协同优化控制策略

电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务.首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型.在此基础上分析上述两种可控负荷在入网和用能过程中的响应特性,并结合两种可控负荷的接入状态,提出了电动汽车和温控负荷虚拟电厂模型...     

负荷侧可调节资源市场交易机制分析与探讨

新型电力系统建设对电网调度的灵活性资源提出了巨大需求。我国灵活性调节资源稀缺,利用负荷侧可调节资源是解决该问题的有效途径,而相应的市场机制是重要保障。首先,系统分析了国外需求响应发展及实践经验;然后,重点分析了国内负荷侧可调节资源参与需求响应、电力辅助服务市场和现货市场3条发展路径的现状,并结合各地相关政策、交易规则和实施情况,比较分析了各自实施背景、交易执行和资金疏导的特点及差异;最后,提出了未来负荷侧市场设计的关键问题及建议,以期为我国各省市探索负荷侧可调节资源参与市场发展提供参考。     

适应新型电力系统调控的电解铝负荷可控技术分析与应用

随着新型电力系统的构建，“网-源-荷”的协调与控制对保障电网运行安全显得极为重要。新能源占比的不断攀升，以风、光为主体的新能源高占比电网，电源侧的调控能力较常规能源机组大幅降低，电网调控灵活性受到严重影响。然后，与“网-源”协调技术形成的相对规范的运管模式相比，目前电网的“网-荷”协调技术则相对空白，特别是在以电解铝为代表的大容量工业负荷不断增长的情况下，大用户用电特性的稳定性，进一步压缩电网调控的灵活性，加剧电网调控风险，负荷侧参与电网调控技术亟待进一步突破。本文针对新型电力系统构建背景下“网-荷”协调控制需求，结合电解铝负荷不断增长对电网的安全影响，基于电解铝大用户的生产工艺，分析了电解铝用户的负荷可控技术及应用情况，为“网-荷”协调技术的突破、“网-源-荷”协调控制水平的提升以及电网与用户的运行安全的保障，提供具体的技术方案与借鉴。     

计及源荷双边性能指标的市场交易模型

高比例可再生能源电网内,为促进优质可控电源与可控负荷的发展,提高系统供需平衡的调节能力,考虑电源和负荷响应性能进行电力市场交易模式设计。在电源侧引入机组的调节性能指标;在负荷侧设置负荷聚合商参与市场的场景,并考虑负荷响应偏差的随机性进而提出负荷响应性能指标,以区分不同响应特性带来的运行成本差异。为合理协调计及性能指标的源荷双边资源,设计了两阶段的差异化出清机制。以系统总运行成本最小化为目标,构建有负荷聚合商参与的日前市场出清模型。通过算例结果表明,计及源荷双边性能指标的交易模型,可以引导资源的优化配置,降低市场的风险和损失。     

支撑负荷侧资源柔性调控的新型电力负荷管理系统研究

随着新能源发电占比越来越高,源、荷两侧的随机性使电网供需平衡压力持续增大、成本持续上升,依托新型电力负荷管理系统挖掘、利用需求侧灵活调节资源显得十分重要,可有效推进电网调节模式从“源随荷动”向“源网荷储互动”转变。分析了新型电力负荷管理系统建设的重要意义、建设目标、主要内容;提出了负荷侧资源柔性调控的方式,对应站-线-变做到分层分区分组;阐释了智慧能源单元的硬件要求、软件架构和多功能负荷管理开关的研究现状;最后,结合实际应用场景及适应性,提出新型电力负荷管理系统的专业能力建设要求、支持政策需求、软硬件研究方向,为负荷侧资源柔性调控参与电网友好互动提供参考。     

含电动汽车的区域电网储能优化配置及能量优化策略研究

伴随以整县光伏为代表的分布式新能源快速增长,以电动汽车为代表的新型电力负荷的不断接入进一步影响了源荷平衡特性,储能和柔性互联等灵活性调节资源是解决源荷平衡的重要手段。面向含风电、光伏、储能、电动汽车和柔性互联所组成的源-荷-储系统的典型拓扑和应用场景,结合电动汽车负荷的随机性和无序性,综合考虑能量平衡、运行平衡、供电可靠和功率波动等约束条件,通过充分利用电动汽车和柔性互联存量化灵活性调节资源,获得储能系统的优化配置方法,基于源-荷-储系统的优化控制策略,可以进一步降低储能配置,在满足区域电网内新能源最大消纳场景下实现储能系统的最优配置。     

特约主编寄语

正2019年,国网公司提出建设"三型两网"构想,在中国能源行业掀起了一场深刻革命。作为泛在电力物联网和智能电网的典型应用,虚拟电厂得到了业界前所未有的关注,虚拟电厂通过先进的计量、通信、控制等技术手段将大量柔性负荷、储能装置、电动汽车、分布式电源等资源聚合起来,通过商业化运营平台对内实现对各种分布式资源的协调优化控制,对外形成类似传统电厂的稳定出力,具有"源-荷"双重身份。从市场价值来看,虚拟电厂不仅可以参与电力现货和辅助服务市场,提升能源系统综合利用效率和新能源消纳水平,     

计及辅助服务的微电网源荷协同调频优化控制策略

针对含高比例新能源微电网中调频资源缺乏且源荷参与调频意愿较低而导致的系统频率稳定性下降问题,通过辅助服务机制激励风电机组与可控负荷提供调频辅助服务,提出一种计及综合经济效益最优的源荷协同调频优化控制策略。该策略根据双馈异步风电机组调频、可控负荷一次调频、柴油机惯量调频以及一次调频计算提供辅助服务的效益和成本,综合考虑微电网的调频经济效益及调频效果,利用深度信念网络优化双馈异步风电机组的减载率、虚拟惯量、下垂控制及可控负荷的控制参数,实现双馈异步风电机组、可控负荷及柴油机多时间尺度的协同调频。通过搭建高比例新能源微电网模型仿真验证了源荷协同调频优化控制策略的有效性,使源荷提供辅助服务后能获得最优经济效益以及较好的调频效果,可有效挖掘源荷提供调频辅助服务的能力。