实时电价下公共楼宇响应特性分析方法

通过实施用户侧的实时电价(real-time pricing,RTP)项目,电力公司和售电公司能够提高电网安全系数,减少电力交易风险。而公共楼宇作为实时电价项目的主要参与者,研究其响应实时电价的特性可以为电力公司和售电公司提供参考。文章建立了实时电价下楼宇用户舒适度效用函数、焦虑度效用函数以及用户电费支出价值函数,在此基础上建立了用户综合效用函数最优的楼宇实时电价响应分析框架。最后在算例中对实时电价下某公共楼宇响应进行仿真分析。结果表明,所提方法可以用于评估公共楼宇响应实时电价的特性。     

楼宇负荷需求响应系统方案设计与实证分析

近年来,以空调为主的公共楼宇用电负荷快速增长,已成为夏冬两季用电峰谷差拉大的重要原因。将公共楼宇可调节负荷纳入电网调峰体系,可以有效改善楼宇负荷特性,减少电网供需矛盾。在智能电网新型电力系统的框架下,首先,提出了需求响应项目的系统平台构架,设计了从自动需求响应主站到末端的部署方案;其次,研制了自动需求响应双向适配装置;接着,提出了楼宇可控负荷的全局控制策略;最终,通过深圳罗湖供电公司新旧两栋办公楼开展了自动需求响应实证验证,实证结果表明楼宇负荷参与需求响应具有巨大的调节潜力,可以取得良好的经济和社会效益,具有广阔的推广前景。     

基于微电网的需求响应优化策略

新能源微电网的广泛接入对电网的需求响应提出了更高的要求。在需求响应系统中引入微电网作为参与因素,设计了基于微电网的需求响应系统的原理架构,提出了基于微电网的需求响应建模原则与方法。在此基础上,分别建立了基于微电网的分时电价和实时电价两种模式下需求响应优化策略。以上海某地电力需求响应系统为例,针对包含微电网的需求响应特性,仿真验证了分时电价和实时电价两种模式的需求响应优化效果。     

考虑综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化

针对楼宇综合能源系统（RIES）能量管理时未充分考虑影响室温因素及其对负荷建模的影响和刚性捆绑RIES、用户从而未全面考虑用户舒适度和用能支出的问题,文中提出了冷、热负荷参与阶梯型补贴和电负荷参与电价型综合需求响应的RIES能量管理优化模型及其求解方法。首先,综合考虑影响室温因素,得到离散化的楼宇热平衡方程,建立楼宇的柔性而非固定的冷、热、电负荷数学模型。其次,建立冷、热负荷参与的阶梯型补贴和电负荷参与的电价型综合需求响应机制。然后,考虑RIES向用户售能的收益、从外部购能的成本和支付用户的补贴费用,构建了以最大化RIES运行利润为目标、计及设备和系统运行约束的能量管理优化数学模型,并采用CPLEX对线性化后的模型进行求解。最后,通过算例仿真表明：计及综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化能统筹协调供需两侧资源,提升系统与用户的经济效益。     

基于电动汽车价格弹性需求响应的综合能源系统优化调度

针对电动汽车无序充电行为影响综合能源系统运行经济性的问题,提出一种考虑电动汽车电池荷电状态（stateof charge,SOC）弹性电价需求响应的综合能源系统优化调度策略。该策略首先分析了电动汽车充电行为,提出了考虑SOC的电动汽车弹性电价,建立基于电动汽车SOC因子的价格弹性需求响应优化调度模型;其次,在满足系统正常运行的前提下,以综合能源系统运行成本最小为目标,建立含电动汽车需求响应的区域综合能源系统模型,并采用混合线性规划进行求解;最后,根据电动汽车SOC弹性电价引导电动汽车参与需求响应,设置了3个场景进行对比,从电负荷、需求响应和热负荷3个方面分析了综合能源系统设备出力情况和系统运行成本。仿真结果表明,通过SOC弹性电价引导电动汽车参与综合能源系统需求响应,具有较好的可行性和经济性。     

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。     

考虑分时电价差异性和基于主从博弈的智能楼宇集群能量共享方法

智能电网背景下,具备分布式光伏出力和自动需求响应要素的智能楼宇联合运行可以促进光伏发电的就地消纳,提高其用电经济性.因此,构建了以配有储能系统的智能楼宇集群运营商(smart building cluster operator,SBCO)为中心的能量交易框架,并提出一种考虑分时电价差异性和基于主从博弈的能量共享方法.首先,考虑到不同负荷类型楼宇用户存在分时电价差异性,且智能楼宇的实时需求响应会促进集群内部的能量共享,建立了SBCO的日前储能调度模型.其次,计及SBCO和楼宇用户具有不同逐利特性及用户的信息私密性和对用电舒适度要求,提出了一种基于主从博弈的实时需求响应模型以实现两方利益制约平衡和联合优化.最后,通过实际算例证实了所提方法可以较好地提升SBCO和智能楼宇的经济效益,且在促进分布式光伏就地消纳和优化智能楼宇集群净负荷特性方面具有优势.     

分时电价背景下综合能源需求响应优化建模

峰谷分时电价是一种有效的价格型需求响应策略,通过合理的分时电价能为能源需求方提供充分高效的价格信号,从而实现能源需求削峰填谷的目标;而综合能源系统将电、热、冷、气等多种能源形式耦合起来,并能通过一定的调度策略实现不同能源形式之间的经济调度。在此背景下,首先,利用能源集线器建模技术实现对综合能源系统内各参与单元的有效建模;其次,将传统的针对电负荷的需求响应研究延伸到对冷、热负荷的需求响应研究,建立一个包含电、热、冷负荷需求响应的综合能源需求响应模型,并采用matlab平台下的YALMIP/CPLEX优化求解器进行模型求解;最后,通过对不同场景的算例仿真结果表明,在分时电价背景下考虑综合能源需求响应不仅有利于负荷的削峰填谷,还对系统的调度经济性有一定的提升作用。     

基于三方非合作博弈的售电侧市场交易策略

随着售电侧市场化改革,形成了供电公司,售电公司及用户三方构成的利益主体。研究三方非合作博弈模型,提出了基于供电可靠性和电价需求的用户侧响应策略,不同类型负荷改变用电需求,灵活选择供电方,提高用户用电舒适度。以电力需求价格弹性系数为基础,提出电网公司及分布式能源供电方电价优化策略,引导各方配合微网调度,降低电网与微网公共连接点处电量波动。仿真结果和实验数据验证了所提划分方法和控制策略的有效性。     

计及负荷需求响应的风光储氢系统容量优化配置

为了研究负荷需求响应对风光储氢系统的影响，以风电、光伏、电储能及制氢设备为主体搭建了典型风光储氢容量配置模型。考虑分时电价对负荷分布的影响，建立日前分段电价负荷需求响应模型，进而得出负荷需求响应参与的负荷优化分布。以系统日运行总成本最优为目标，构建考虑负荷需求响应的系统容量优化配置模型并进行算例仿真。通过算例结果表明，该模型不仅可以提高系统风光消纳水平，还可以降低系统运行总成本。     

基于需求响应的建筑楼宇综合能源系统优化调度

针对能耗高且增速快的建筑楼宇优化调度问题,构建了含光伏发电、冷热电联供系统、燃气锅炉和储能装置的建筑级综合能源系统。在对系统内各个能源设备进行建模分析的基础上,考虑需求响应补偿价,以建筑运行成本最低为目标函数,建立了基于需求响应的建筑级综合能源系统优化调度模型,采用基于云模型改进的粒子群算法对模型优化求解。引入算例进行仿真,对比是否参与需求响应的两种不同模式,以及云模型粒子群算法与基本粒子群算法的优化性能。结果表明,基于需求响应的云模型粒子群算法模式可有效节约建筑级综合能源系统运行成本,同时降低电网侧负荷峰谷差。     

考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应 协同的电热联合系统优化调度

电热联合系统中电、热负荷在峰谷分布上存在互补特性,考虑电、热负荷的互补特性实施电热联合系统优化运行可以有效增强系统调峰灵活性,缓解电热强耦合造成的弃风。为此,研究了考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同的电热联合系统优化调度问题。阐述了电、热负荷协同促进风电消纳的机理。根据电、热负荷特性分别建立采暖建筑用户热负荷弹性模型以及分时电价需求侧响应模型,并以此为基础建立电、热负荷协同响应模型。将负荷模型纳入调度模型,构建考虑负荷协同优化的电热联合系统日前调度模型。算例分析表明,采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应的协同可有效提升系统运行经济性并促进系统风电消纳。     

一种应用于智能电网的建筑电力负荷互动管理策略

电力供需失衡是电网运营面临的一个严峻问题,电力的供给侧和需求侧通过有效管控均能舒缓和解决该问题。采用电力动态定价和建筑热质蓄能量化的思路,提出一种智能电网与建筑进行信息交互的电力负荷管理框架及策略,为智能电网实现“移峰填谷”及提升负荷系数提供新的参考模式。应用简化的建筑热物理模型和若干建筑室内温度控制策略快速评估建筑电力需求响应能力。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Smart grid real‐time pricing optimization management on power consumption of building multi‐type air‐conditioners

Real‐time pricing will be one of the demand response methods for the future smart grid. Assuming an advanced building energy management system for air‐conditioning facilities in commercial buildings, a simulated annealing optimization that minimizes an evaluation function consisting of power cost and comfort degradation terms is studied. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

公共楼宇可调负荷资源调控技术研究综述

公共楼宇的大量负荷属于需求侧可调负荷资源,且参与电网互动时的精细化调控潜力尚未得到充分挖掘。文中对公共楼宇的负荷进行分类,对公共楼宇典型可调负荷资源的用能行为特征、用能模型、调控模型与调控策略的关键技术及其研究现状进行归纳总结,给出了公共楼宇可调负荷资源用能行为特征的分析框架与特征指标体系。考虑到公共楼宇可调负荷资源是参与区域综合能源服务(Integrated Energy Services, IES)与虚拟电厂(Virtual Power Plants, VPP)的重要组成部分,因此对多能异构的负荷资源协调管控技术开展了深入研究并进行综述。文中的研究工作将为公共楼宇可调负荷资源参与需求侧响应(Demand Response, DR)与电网互动奠定良好的理论基础,为相关研究提供一些有价值的参考。     

Economic and emission-saving benefits of utilizing demand response and distributed renewables in microgrids

The authors present several scenarios of demand response actions based on adjustments to a building’s temperature management system in combination with renewable DER integration in microgrids. Economic benefits from $9,000 to $167,000 appear possible when implementing demand response in a microgrid of 30 to 50 additional buildings. The scenarios also demonstrate the potential emission-saving effects of demand response at the grid level.     

公共楼宇空调负荷参与电网虚拟调峰的思考

空调负荷参与电网调峰是未来电力需求侧管理的重要内容。公共楼宇空调系统具有负荷容量大、可调性能好以及对社会生产影响小等优点。文中分析了公共楼宇空调负荷的调峰潜力,提出了公共楼宇空调负荷参与电网虚拟调峰的基本思路。在此基础上,提出了公共楼宇空调负荷虚拟调峰具体实现方式,从下而上包含4个层面,即楼宇层、终端层、通信层和主站层。同时,给出了公共楼宇空调负荷虚拟调峰的运行方式,包括运行框架和运行流程。     

考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估

随着城市电网中电热等多类型负荷的持续增长,为保证高负载率情况下的可靠性水平,需要通过电热等能源的综合需求响应提升系统的供能可靠性。为此,文章提出了一种考虑多类型综合需求响应的电热耦合能源系统可靠性评估方法。首先,分析了电热耦合能源系统的基本结构以及所研究的边界条件。其次,介绍了电热耦合系统中不同元件的出力模型与状态模型。然后,建立了基于电价与基于激励2种模式下的电热综合需求响应模型,并以此为基础提出了故障影响分析的方法以及可靠性评估的流程。最后,通过实际算例比较了不同综合需求响应方案下的可靠性指标与经济性水平,以指导电网公司进行最优综合需求响应方案的选择,从而证明了所提方法的有效性和实用性。     

面向主动需求响应和售电市场的主动配电系统运营体系

随着需求响应资源的增多和售电市场双向互动的引入,亟须构建与此相适应的主动配电系统和运营体系。基于对各种用户资源的需求响应特性分析,结合未来售电市场的主体多元化、模式多样化等特征,提出建立用户资源的“聚合代理”,整合代理区域用户资源的需求和响应能力,优化响应配电系统的运行调度需求,提出构建售电公司—聚合代理—响应用户的3层主动配电系统组成架构和运营体系,分析和设计了系统中各层主体的功能、盈利模式和协同机制。所提出的主动配电系统结构和运营体系符合智能电网建设和电力市场发展要求。