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。     

智能电网需求侧用户参与度研究模型

为充分挖掘智能电网需求侧与用户参与度的响应能力,探究电网需求侧的用电负荷影响,建立了智能电网需求侧用户参与度研究模型。采用聚类算法在噪声、模糊数据中提取特征数据,并对其进行归一化处理。根据智能电网的调配用电需求量,构建收益函数模型;将用户群体划分结果与博弈论相结合,建立不同类型用户博弈论模型,并组建电网需求侧用户参与度研究模型,定义电价收益、价格响应、智能调配用电时间等参数,为智能电网参与市场环境下的用户参与度调控提供了模型支持。以河北电网为测试对象进行测试,结果表明：随着时间的增加以及电价的降低,用户参与比例为89%,用户满意度均值为90%。智能电网需求侧的响应特性受用户参与度的影响,所提模型可以准确完成智能电网需求侧下的用户参与度计算,确保电网需求侧电力市场的供需平衡。     

计及用户参与不确定性的需求响应策略优化方法

针对智能电网环境下,各类不确定因素对电网需求响应调度策略的实施效果存在较大影响的问题,提出一种计及用户参与不确定性的用户响应模型,将用户参与度和电网侧激励间的关系用不确定性模型来表征。考虑到电网侧对负荷削峰填谷的要求,构造了基于负荷波动程度的需求响应目标函数。对于参与响应的用户部分,其调度策略采用有序用电调度,无响应用户部分采用无序用电。算例通过实验仿真,分析验证了在计及参与不确定性的需求响应模型下,用户侧存在着使得电网侧调度策略实施最优的日最佳参与率,也即电网侧对应存在着最优激励政策。实验仿真结果表明了计及用户参与不确定性的需求响应优化策略具有有效性和实际优越性,能为电网侧提供更全面的用电信息,电网公司从而能够针对性提高需求响应策略实施效果。     

售电公司需求侧响应策略研究

国网公司"三型两网"战略规划要求在用户侧进一步完善需求侧管理系统功能,支持企业、居民用户以互动化的方式参与电网需求侧响应,全面支持新形势下有序用电和主动需求响应业务需求,提升电网运行弹性和经济性。为进一步研究电力市场环境下售电公司参与需求侧响应的模式策略,通过对美国电力市场需求响应模式和国内各试点区域需求响应项目实施现状进行梳理,提出了售电公司开展需求侧响应的两种策略,一是激励型需求响应策略,二是价格型需求响应策略。     

计及需求侧响应能力的受端电网储能优化配置方法

受端电网负荷量大，需求侧响应能力较强，在储能配置阶段考虑需求侧响应能力，可降低储能的配置容量，进一步提高储能配置的经济性与可行性。以受端电网储能为主要研究对象，提出了一种计及受端电网需求侧响应能力的储能配置方法，用于分析需求侧响应对储能的替代作用。以储能配置成本、弃风弃光成本、需求响应补偿成本和切负荷成本最小为目标函数，实现多元储能的优化配置；通过控制需求侧响应的容量和价格参数，分析需求侧响应对储能容量配置的影响。通过算例分析发现，需求侧响应对磷酸铁锂储能替代作用明显，且需求侧响应的价格参数对储能容量配置影响更大。     

用户需求响应活动特性的精细化研究

用户的需求侧响应是电力需求侧管理中的一项重要内容,对用户需求响应活动的参与实体及实体的主要活动进行分析,提出用户需求响应活动的负荷优化响应模型,给出其响应目标函数及其约束条件;然后对峰谷分时电价激励下的用户需求响应活动的响应收益与负荷消减效果进行分析,给出用户需求响应活动优化方程的求解方法。通过分析实例的计算结果表明,实施需求响应不但能够消减电网尖、峰时段的用电负荷,填充谷时段的用电负荷,而且还可以在一定程度上减少用户的电费支出。     

分时电价环境下用户负荷需求响应分析方法

智能电网发展促使更多的需求侧资源参与电网的互动,因此在制定需求侧管理政策时须了解各类型负荷的响应特性。文中首先对不同类型电力负荷进行分析,构建反映负荷用电特性的用户负荷特征量,进而获得实施分时电价后用户的需求响应负荷曲线。然后根据经济学原理,对分时电价环境下用户的需求响应行为进行分析,构建了相应的负荷削减和转移模型。通过用户对不同时间下用电需求的自弹性和交叉弹性系数分析获得用户需求响应矩阵,进而利用该矩阵对用户在实行基于电价的需求侧管理后的负荷变化情况进行快速分析。通过算例分析,给出了用户需求响应矩阵在实施分时电价需求侧管理分析中的应用,仿真结果证明文中提出的方法行之有效。     

电力需求侧能效管理与需求响应系统的研究与设计

为引导需求侧优化用能管理水平、参与电网高峰负荷削减,实现能源利用效率的整体提升,简述了电力需求侧能效管理与需求响应系统建设的背景、意义;概述了系统在监测用户能源消耗数据、控制用户关键用能系统或设备的运行状态、响应电网侧需求响应事件方面功能;提出了系统的层次结构并描述了各层之间的关系;详细设计了系统的物理架构、功能架构,并分析了系统关键技术。本设计方案已应用于国家电力需求侧管理平台、国家电网公司电能服务管理平台的研发建设,为国家电力需求侧管理工作提供了技术支撑。未来,将对为能效管理与需求响应业务在国内的推广实施奠定技术基础。     

计及用电行为聚类的智能小区互动化需求响应方法

针对复杂智能用电环境下智能用电小区的多用户日负荷需求响应问题,提出一种考虑用户用电行为聚类的互动需求响应方法。首先,以智能小区用户的基本负荷、可调度负荷、电动车负荷和储能装置负荷为约束条件,建立电网负荷波动最小优化目标的需求响应模型;然后,阐述了提出的智能小区互动化需求响应方法,将需求响应模型求解过程分解为电网侧子响应和用户侧子响应的协作互动过程;最后,基于用户侧用电行为聚类分析,采用行为矫正的混合粒子群优化算法实现需求响应模型的互动化方法求解。实验中与分时电价下的响应算法及无用户聚类的集中响应算法对比,其结果表明所提方法通过聚类分析与互动化策略能够在优化结果和算法性能方面优于对比方法。     

考虑IEC标准的用户侧电力物联网体系架构研究

用户侧的负荷设备及负荷管理系统如何接入到泛在电力物联网（ Internet of Things， IoT)平台是当前电力物联网建设亟需解决的问题之一。文章在分析用户侧负荷设备物联网系统、抄表系统的组成架构基础上，参照国际电工委员会等标准组织发布的智能电网标准及物联网标准，提出了用户侧电力物联网的体系架构，该架构支持用户侧负荷聚合系统、用户能源管理系统及用户负荷自动控制系统与泛在电力物联网的融合，并以需求响应业务为例介绍了电网互动业务在用户侧电力物联网环境中的执行过程。文章同时提出了用户侧物联网信息交换接口的标准化需求，以满足电网运行及需求侧管理过程中信息交换的需要。