基于多能源需求响应的综合能源系统动态优化控制研究

需求响应(demand response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中的衍生为综合需求响应(integrated demand response,IDR),利用冷、热、电、气等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行多能源协同优化。本文基于综合能源系统(integrated energy system,IES)框架结构和IDR 的基本理论,提出考虑多能源需求响应下的综合能源系统动态优化控制方法。依据电力需求和价格弹性理论,综合考虑了能源价格对电力、天然气等能源消耗量的影响,构建了多元化用能价格需求响应模型;以经济和环境成本最小为目标,建立了基于DR机制的IES多目标动态运行优化模型,并采用改进的非劣性遗传算法（NAGA-Ⅱ）进行求解,最后以典型园区为例进行实例仿真分析,验证了多能源需求响应对促进综合能源系统优化运行的有效性。     

区块链技术在综合需求侧响应资源交易中的应用模式研究

在未来能源互联网以及分散能量市场的条件下,传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将向着综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。作为一种去中心化的分布式记账模式,区块链技术能够为IDR资源在分散电力市场中的交易提供相应的技术平台,进而通过市场交易促进IDR的实施和发展。该文从IDR的基本概念入手,分析了可交易IDR资源的基本特征,进而针对现有DR资源参与市场交易中存在的问题,提出了基于区块链技术的IDR资源交易整体框架;最后,基于上述的整体交易框架,分析了基于区块链技术的IDR市场交易中的关键问题。     

能源互联网中综合需求侧响应的关键问题及展望

提高可再生能源利用比例以及能源的综合利用效率是未来能源系统发展的主要目标。随着各国能源结构转型的不断深入,传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求,能够实现多类型能源互联融合的能源互联网概念被提出。在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将逐步向综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。首先对IDR的基本概念及其在能源互联网中的作用进行阐述;其次,从IDR实施的关键技术、协同优化机制、市场运营机制以及综合效益评价4个方面分析了未来能源互联网中IDR的关键问题;最后,结合目前已有的研究成果和存在的问题,提出了推动IDR发展的相关建议。     

综合需求响应研究综述及展望

需求响应(demand response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中的衍生为综合需求响应(integrated demand response,IDR),利用气、电、冷、热等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行包含可调负荷、储能和分布式产能/能源转换设备的协同优化,激发综合能源网络的灵活性,有利于提升能源利用效率,降低供能和用能成本。该文首先介绍IDR的基本概念与框架结构,然后分析了IDR在需求侧的模型,对IDR的优化运行与求解方法的研究现状进行了评述,探讨了IDR的市场机制与商业模式,最后总结了目前IDR研究中的关键科学问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

考虑需求侧动态及耦合特性的激励型综合需求响应优化建模

综合能源服务已被视为能源结构转型的重要发展方向,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)则是综合能源服务模式下实现供需双侧良性互动的有效手段。但现有研究缺乏对IDR市场运行机制和整体实施流程的系统化设计;现有关于IDR的研究忽略了需求侧的动态响应特性和多能耦合效应,且未深入研究其在复杂性场景下的适应性。该文基于电力需求响应标准IEC 62746-3 TS设计了IDR的整体架构和执行流程,将IDR的实施架构分为竞价和实施两个阶段,并建立各个阶段的数学模型。该模型通过引入动态参数解决IDR在复杂场景下的适应性问题,通过建立耦合响应特性矩阵实现了对需求侧多能耦合效应的有效建模,并提出主动响应量和实际响应量的概念以分析用户的动态响应特性。此外,通过模型的等效转化给出了该模型的求解方法;并通过算例证明了该文模型的有效性,不仅有利于降低市场的出清成本和综合能源服务商的总成本,还有利于提升用户参与IDR的效益,实现多方共赢。     

单侧放开市场中基于Stackelberg均衡分析的最低效率损失需求响应激励机制设计

发电商单侧竞价的电力现货市场是我国电力现货市场试点省份普遍采用的市场模式,激励型需求响应(incentivebased demand response,IDR)作为负荷侧资源参与市场可提高系统灵活性,亟待纳入当前单侧竞价的现货市场中。针对不同IDR激励策略将导致不同的效率损失这一问题,构建了单侧竞价现货市场中融入负荷侧资源参与的IDR实施市场架构,提出了市场效率损失比以量化分析不同激励策略对市场效率的作用影响。考虑独立系统运营商(IndependentSystem Operator,ISO)、发电商和IDR用户的不同博弈方式,建立了基于Stackelberg均衡分析的最低效率损失激励型需求响应模型,最后通过3节点和118节点网络验证了所提方法的有效性和合理性。上述机制能够在单侧竞价的电力现货市场中有计划、有步骤地逐步引入用户侧参与元素,并实现市场整体效率损失最低的需求响应激励强度设计。     

特约主编寄语

正近年来,源-网-荷之间的互动不断加深,传统能源系统正朝着以需求侧资源调控为中心的终端能源互动模式发展。需求响应(demand response,DR)技术及新型能源系统中综合需求响应技术发展为用户侧带来了新的机遇与挑战。电力及综合需求响应借助先进的信息采集、交互、处理等技术,通过价格信号或激励机制,引导用户主动改变用电、用能方式,     

考虑综合需求响应混合不确定性的综合能源系统优化调度策略

综合需求响应(integrated demand response,IDR)是挖掘综合能源系统(integrated energy system,IES)负荷侧调节潜力的主要手段。然而,IDR用户的用能行为具有随机性、模糊性相耦合的混合不确定性特征,由此产生的IDR不确定性不仅会给调度策略的制定带来挑战,而且会对系统的可靠性产生影响,甚至可能引起负荷断供。针对上述问题,首先提出了基于改进PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)指标的用户参与意愿评估模型;其次,基于云模型理论,建立了考虑混合不确定性的价格型IDR模型;在此基础上,综合考虑各类能源响应量边界和价格弹性系数等因素的不确定性,提出了IES优化调度策略。算例结果表明所提的IES优化调度策略可以更好地应对IDR不确定性带来的负荷波动,有效提升系统可靠性。     

考虑综合需求响应混合不确定性的综合能源系统优化调度策略

综合需求响应(integrated demand response,IDR)是挖掘综合能源系统(integrated energy system,IES)负荷侧调节潜力的主要手段。然而,IDR用户的用能行为具有随机性、模糊性相耦合的混合不确定性特征,由此产生的IDR不确定性不仅会给调度策略的制定带来挑战,而且会对系统的可靠性产生影响,甚至可能引起负荷断供。针对上述问题,首先提出了基于改进PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)指标的用户参与意愿评估模型;其次,基于云模型理论,建立了考虑混合不确定性的价格型IDR模型;在此基础上,综合考虑各类能源响应量边界和价格弹性系数等因素的不确定性,提出了IES优化调度策略。算例结果表明所提的IES优化调度策略可以更好地应对IDR不确定性带来的负荷波动,有效提升系统可靠性。     

基于综合需求响应的负荷聚合商最优市场交易策略

在区域综合能源系统(IES)层面上,从市场角度入手,提出建立电-气-热多能源日前市场,阐述了负荷聚合商(LA)参与多能源日前市场的基本交易机制。在该市场模式下建立综合需求响应(IDR)模型,进而以LA利润最大为优化目标,研究基于IDR的电-气-热最优联合交易策略。为保证市场交易满足区域IES的安全运行要求,建立了电-气-热IES的网络模型。以IEEE 33节点配电网-11节点气网-6节点热网的区域IES为例验证了所提方法的有效性,通过对传统需求响应(DR)和所提多能源市场IDR模型的对比分析,验证了所提多能源市场IDR模型不仅有利于提升LA的市场盈利,而且通过多能源峰谷互济可满足多元负荷需求,平抑负荷波动。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

1 000 kV皖南-浙北特高压线路工频参数测试干扰及结果分析

特高压线路工频参数测试干扰分析是选择适合工频参数测试方法及测试结果分析的重要基础。测试了1 000 kV皖南-浙北特高压线路正序和零序参数测试期间的干扰电压信号,分析了其频谱特征;在此基础上,通过与正序参数仿真计算值的对比分析了正序参数实际测试偏差。结果表明：皖南-浙北特高压同塔双回线路工频参数测试期间,干扰电压存在“三相不平衡性及时变性”的特点;工频法和异频法2种不同方法得到的线路参数测试结果存在一定差异;干扰电压“时变”时,线路工频参数测试宜采用异频法。