基于用户响应的分时电价时段划分

如何在已实施分时电价地区兼顾已有的用户响应,合理调整时段划分是分时电价设计面临的新问题。鉴于传统模糊隶属度函数时段划分方法缺乏对用户需求响应的考虑,已不适用于时段划分调整,故文中建立了基于用户响应的分时电价时段划分模型。通过比对电力用户负荷曲线比重结构变化强度,评估电力用户在各时刻点的响应程度,提出了时刻点的响应度属性指标。模型融合时刻点的响应度属性指标,对依据各时刻点峰、谷隶属度模糊聚类形成的时段划分进行修正。结合某地区实例分析表明,在时段划分模型中引入响应度属性,考虑用户需求响应修正时段划分的方案,兼顾了系统负荷曲线本身的峰谷形态特征,以及曲线中包含的各类用户的需求响应特征,使得时段划分有利于激励更多的需求响应资源。     

计及滚动评价的居民群需求响应策略

开展需求响应能够有效地平抑负荷波动、降低负荷用电峰谷差,但用户响应的不确定性,极大地阻碍了需求响应业务的开展。为此,策略依托以聚合商为中心的需求响应架构,以基线负荷功率推演为支撑,考虑用户实时状态、满意度和自动需求响应的实施特性,建立响应评估模型,采用滚动评价的方式,以评价结果为导向降序选择可预期性强的用户参与业务,尽可能降低居民用户群参与下的自动需求响应的不确定性。仿真结果表明,策略可以在节约需求侧资源的同时降低用户群响应误差比例。     

110 kV变压器油纸绝缘套管不均匀绝缘受潮劣化分析

利用频域介电谱方法对油纸绝缘变压器套管的受潮特性进行了系统研究。从频域介电谱基础理论,对均匀与不均匀受潮的油纸绝缘模型的介电响应特性进行了分析。同时对现场油纸绝缘套管的频域介电谱测试诊断与应用进行了相关研究。提出了一种油纸绝缘设备内受潮均匀度评估方法。综合考虑均匀受潮与不均匀受潮时的介电响应特征,即油纸绝缘不均匀受潮时,曲线有明显损耗峰、波动等特征。并针对现场变压器套管展开频域介电谱测试与解体理化分析,进一步验证了理论模型,为现场变压器套管受潮评估提供了一种可靠的方法。     

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源,并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此,聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度,进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源,提出基于价格激励的需求响应机制,建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而,以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型,求解模型获得聚合商最优补偿定价策略,分析用户用电弹性以优化用户响应。最后,采用美国PJM市场数据进行算例仿真,结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异,有效降低用户综合成本,通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。     

考虑灵活性供需匹配的电力系统自适应时间尺度调度策略

可再生能源和灵活性资源的大量接入,增加了电力系统调度的复杂性。为满足系统中灵活性需求波动的非平稳性,在计及灵活性资源响应特征差异化的基础上,文中提出了考虑灵活性供需幅频匹配的电力系统日前自适应时间尺度调度策略。首先,基于区间数理论描述了日前可再生能源功率预测误差率的不确定性,进而得到灵活性需求的不确定性场景。其次,采用均值变分模态分解技术对灵活性需求序列进行分解分析,建立灵活性资源的响应物理模型。然后,利用分解子模态的波动周期属性与灵活性资源的响应周期属性构建灵活性供需幅频匹配框架,并根据匹配结果建立自适应时间尺度的优化调度模型。最后,对优化后的IEEE 39节点系统和实际电网系统展开分析,验证了所提方法的合理性。     

考虑用户响应度模糊控制的需求响应双层博弈模型

配电网中分布式新能源、可控负荷等柔性资源挖掘聚合参与电网需求响应成为新型电力系统调峰削谷重要手段,而如何考虑用户响应度不确定性和平衡多主体利益十分关键。为此,本文首先建立用户响应度的模糊控制模型,并给出考虑用户响应度模糊性的供电方、负荷聚合商、用户等多主体需求响应参与方效益函数模型;进而以日负荷曲线偏差最小和系统成本最小为优化目标,上层优化以供电方最优需求响应方案,下层优化在供电方及负荷聚合商之间求得最优任务分配,从而建立供电方、负荷聚合商、用户等多主体协同需求响应双层模型,并提出基于Stackelberg博弈理论和k-means算法等结合的求解方法。某地区历史数据仿真结果表明文中模型在有效考虑用户响应度不确定性和多主体利益协同下能有效筛选优质需求响应资源进行负荷波动平抑。     

新型电力系统灵活性资源聚合两阶段调度优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的关键驱动力。传统的以可控煤电装机为主导的电源结构,转变为以强不确定性、弱可控的新能源为主体的新型电力系统,将面临着灵活性资源短缺等挑战。以提升新型电力系统灵活性为导向,提出了灵活性资源聚合两阶段调度优化模型。第一阶段模型考虑分时价格型需求响应,以净负荷波动最小为目标平滑负荷曲线;第二阶段模型考虑分段激励型需求响应市场交易机制,融合电化学储能、抽水蓄能、改造火电等灵活性资源,以系统运行成本最小为目标设计最优运行方案。最后,算例结果和场景对比表明,需求响应能够充分挖掘负荷跟随系统调节的互动能力;改造后火电机组能够降低煤耗水平,提高调节能力,加强与系统灵活性需求时空匹配;各类储能积极响应电力系统调峰,促进了新能源消纳。     

计及调度优先级的微电网多时间尺度优化调度策略

随着负荷用户的大量增长,负荷侧可调资源逐渐增多,利用负荷侧需求响应资源参与微电网调度,以提升新能源消纳水平。为充分发挥需求响应资源调度潜力,优化用户侧负荷管理能力,提出一种计及调度优先级的微电网多时间尺度优化调度策略。首先根据不同需求响应资源响应特性进行划分,将价格型需求响应资源与激励型需求响应资源细分为5种类型,构建需求响应模型与调度时段进行匹配;其次,构建“日前-日内1 h-日内15 min”的微电网多时间尺度优化调度模型,对微电网内各类可调资源进行优化调度,并针对直接影响用户用电行为的实时可调资源建立优先级权重;最后,以福建地区某实际微电网为例,仿真验证了该模型的有效性。     

考虑用户禀赋效应和环保意识不确定性的微电网鲁棒优化调度方法

需求侧响应作为解决微电网源荷不匹配的有效方案，提高其响应效率，能够有效地从用户侧改善负荷曲线，提高源荷匹配性。然而，除经济因素以外，需求侧响应实际参与程度极易受到用户心理等不确定性因素的影响。为此，在考虑各种源荷不确定性的基础上，为了充分利用需求侧资源，该文建立一种在需求侧响应中考虑用户心理因素不确定性的微电网鲁棒优化调度模型。根据负荷类型的不同，分别建立基于价格和基于激励的需求侧响应方案，对于其中居民普通负荷和电动汽车负荷的激励型需求侧响应模型，通过引入禀赋效应和环保意识来描述用户心理因素的不确定性。然后，利用列和约束生成算法求解优化模型，得到最恶劣场景下的最优微电网经济调度方案。最后，通过算例分析验证所提模型以及求解方案的有效性，结果表明，考虑用户心理因素不确定性可以有效提高微电网系统运行的经济性和鲁棒性，并为微电网运营商针对性提高需求侧响应参与度提供一定的参考，同时通过调节不确定性参数的取值，运营调度人员可以在经济性和稳定性之间进行合理选择。     

计及用户参与不确定性的虚拟电厂分布鲁棒优化模型

灵活资源的需求响应行为在不同运行状态、激励水平下有很大的不确定性和差异性,需求响应优化方案的精准度有待进一步提高。针对这一问题,提出了一种虚拟电厂中计及用户需求响应不确定性的分布鲁棒优化方法。考虑可中断、可转移、可增长3种灵活资源的响应特性,构建包含用户响应特征参数的精细化需求响应模型;以提升虚拟电厂经济性、电网友好性和用户舒适性为子目标,构建促进多方利益最大化的多目标优化模型;基于数据驱动的分布鲁棒方法,构建精细化响应模型中随机参数的概率分布模糊集,提出虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化模型,并采用强对偶理论进行转化求解。算例仿真结果表明所提模型能够提高需求响应精度和虚拟电厂经济收益。     

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。     

考虑需求侧响应的微电网经济调度双层优化

为了在提高微网经济运行水平前提下挖掘用户侧调控资源的潜力，降低用户侧的用电成本，在考虑用户需求侧响应的基础上建立了微电网双层优化的调度模型。上层考虑用户的购电成本以及用电满意度，利用动态电价激励机制和负荷可转移特征对用户负荷曲线进行优化；下层在上层优化的基础上进行微电网的经济调度，以动态电价和负荷曲线作为上下层之间的桥梁进行迭代求解。最后对一个含有风力发电、光伏发电、微型燃气轮机和蓄电池的并网型单微电网进行仿真分析。结果表明，考虑动态电价不仅降低了微电网的运行成本和用户用电成本，还增加了风光消纳量，证明了模型的合理性和经济性。     

考虑需求响应及不确定性的综合能源优化调度

如何在区域综合能源系统中建立有效的需求侧模型,对于需求响应政策的实施至关重要。为提高用户参与需求响应积极性,引入实时定价机制,同时考虑系统的经济低碳性和电气热用户的用能满意度,构建兼顾系统和用户利益的综合需求响应主从博弈模型。针对用户参与需求响应的不确定性,引入贝叶斯方法更新负荷曲线。算例分析表明,所提博弈模型及贝叶斯方法能够有效平衡系统和用户之间的利益,提高了综合需求响应的可靠性。     

智能用电背景下考虑用户满意度的居民需求侧响应调控策略

需求侧响应(demand response,DR)资源是未来能源电力系统中重要的可调控资源。在能源互联网以及智能电网背景下,通过智能能量管理系统(smart energy management system,SEMS)合理地调控用户侧的需求侧响应资源,是实现供需双侧互动以及电力系统协同互联的重要手段。首先,基于SEMS系统架构,对用户用电设备进行分类建模,在考虑用户用电满意度的条件下,以用户用电成本以及系统负荷波动最小为目标,构建两阶段的用户需求侧响应资源调控策略模型;其次,通过分布式的需求侧响应资源调控机制对用户用电行为进行优化,最大程度上保护用户的用电信息隐私;最后,进行算例仿真,在实时电价条件下,分析上述需求侧响应调控策略对用户用电行为的影响,结果表明上述两阶段的需求侧资源调控模型能够进一步优化用户的用电行为。     

计及广义需求侧资源的用户侧自动响应机理与关键问题

自动需求响应是智能电网的关键技术之一,在广义需求侧资源接入的情况下,对用户侧如何实施自动需求响应提出了更高要求。首先,介绍了用户侧的智能用电单元的基本形态,分析了负荷、分布式电源、储能与电动汽车等需求侧资源的适用性;提出了"独立用户+节点型智能用电单元"与"集体用户+聚合型智能用电单元"两种用户自动需求响应运行模式,并给出了相应的电气与信息架构。其次,从系统架构设计、用户负荷特征及负荷预测、负荷可调控性及控制模型、优化模型与方法等多个方面综述了用户侧自动需求响应的国内外研究现状及发展动态。最后,总结分析认为用户侧短期负荷预测、负荷可调控性与可计划性模型、面向自动需求响应的优化运行、综合效益评估等是需要进一步研究的关键问题。     

油纸绝缘频域介电谱解释方法研究

为了探索频域介电谱测试结果的解释方法,提升其应用于油纸复合绝缘状态无损检测效果,在深入研究频域介电响应理论的基础上,首先在实验室内构建了油纸绝缘频域介电谱试验平台,然后分析了电导及极化损耗的机制及特性,重点讨论了复介电常数与电场频率之间的关系,提取了典型损耗特性规律,并建立了基于电导及极化损耗模型的频域介电谱理论解释方法。研究表明:复介电常数谱在低频段的特征主要因电导损耗作用所致,可用Dyre模型解释;在高频段的特征主要是因极化损耗作用所致,可用H-N模型解释;而中频段特征则是因电导及极化损耗共同作用所致,可用两种理论模型联合解释。通过该方法可获得复介电常数重构曲线,其与频域介电谱实测曲线具有良好的一致性。所提出的频域介电谱解释方法依据FDS测试结果对油浸纸板复介电常数谱进行分析与拟合,分别获得了电导为主、极化为主的损耗与电场频率之间的统计函数关系,可进一步应用于介电响应特征参数提取,从而为油纸绝缘状态定量评估奠定一定的理论基础。     

负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测

为更好地管理用户侧需求响应资源,减小超短期负荷预测误差,提出了一种在负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测方法。首先,分析负荷聚合商的需求响应机制,考虑用户用能习惯、自建光伏、储能行为以及电热耦合,分别对每一类需求响应资源建立优化模型,并通过模糊参数表达用户参与需求响应的不确定性,以改善优化模型;调用CPLEX求解器求解得到综合各类资源后的需求响应信号。然后,在考虑历史负荷数据的基础上引入该需求响应信号,建立迭代预测的长短期记忆网络模型。算例通过3种预测场景的对比,验证了计及需求响应信号能够有效减小预测误差,且考虑需求响应不确定性能够进一步提高预测精度。     

基于细粒度分项电量数据的需求侧响应模型研究

针对负荷水平急剧增加带来的供需不平衡问题,利用非侵入量测技术具备的细粒度分项电量数据识别能力,提出了基于细粒度分项电量数据的需求侧响应模型。模型通过细粒度的用户分项数据获取调控潜力、拟合用户激励响应能力曲线;以激励补偿成本最小为目标,满足用户调控潜力、用户电量响应能力和电压的约束,基于粒子群优化算法计算配电线路各节点的最优需求侧响应激励定价序列,以实现最经济的需求侧响应调控。最后应用所提模型,基于MATLAB验证了模型的有效性。     

计及风电波动性和电动汽车随机性的电力现货市场交易模型

针对风电出力波动性和电动汽车无序充电随机性对电力市场正常运行造成影响,提出综合考虑"源-网-荷-储"的日前市场与实时市场联动交易模型。日前市场中建立风力发电商和火力发电商与三类用户之间考虑电动汽车可调度能力的主从博弈模型,使发电商与用户之间形成预测电量交易组合。实时市场兼顾风电与用户双侧实际电量波动,以最小化社会成本为目标,建立考虑供需双侧实际电量波动的需求响应模型。为缓解双侧电量波动对电网的不利影响,避免投机行为,提出一种新型计及供需双侧电量波动的预测误差惩罚机制。最后,仿真验证了所构模型的可行性与有效性。     

基于数据均值化及LSSVM算法的峰谷电价需求响应模型

为提高系统的鲁棒性,客观挖掘特定用户对峰谷分时电价的需求响应规律,采用历史数据均值化的预处理方法,在一定程度上去除历史数据中其他非价格因素随机波动对用户需求响应行为的影响;运用构造等效峰谷分时电价思路,对训练样本集中的数据容量进行扩展;运用最小二乘支持向量机回归技术在所构造的训练样本集上建立分时电价需求响应预测模型;以地区T某行业为例进行算例仿真,在验证模型合理性的基础上,得到该行业日峰荷、平荷、谷荷对分时电价变动的响应规律曲线,该曲线符合用户峰谷分时电价需求响应曲线的实际情况,从而进一步验证了模型的可行性。