面向智能园区多产消者能量管理的对等模型(P2P)建模与优化运行EI北大核心CSCD

可交易能源系统基于市场运行机制可以充分发挥产消者的资源灵活性,并保障电力系统的安全,经济运行。针对含光伏(photovoltaic,PV)出力、储能装置(energy storage system,ESS)、电动汽车(electric vehicle,EV)以及空调(heating ventilating and air conditioning,HVAC)资源的多个产消者组成的智能园区为研究对象,首先对产消者资源灵活性进行整合与量化并根据交易流向进行解耦。其次,为确保园区交互平台中参与用户的信息安全,实现园区内电能共享、就地消纳,提出了基于次梯度法的成本最小化算法及其分布式凸优化运行框架。优化子问题可以通过有限的信息交互迭代收敛于全局最优解,实现产消者之间的P2P(peer-to-peer)电能交易,最后通过算例验证了所提模型的有效性。     

考虑电能共享的综合能源楼宇群日前协同优化调度

首先提出了一种含高比例分布式能源的智能园区运行框架，针对综合能源楼宇内冷热电联供系统、电动汽车、温控负荷等资源建立了计及用户用能需求的量化模型。进一步，基于电能双向流动特性，建立园区内多综合能源楼宇群电能共享模型，并通过智能园区代理商制定园区的日前优化调度策略。通过算例仿真，验证了所提方法可通过协调内部综合能源需求侧资源，进行楼宇间电能共享，实现电能供需就近平衡，达到最小化园区调度成本的优化目标。最后，讨论了有无变压器容量限制下的园区与电网的功率交互情况，所提调度策略可通过增加变压器容量约束来避免变压器越限对电网安全运行的不利影响。     

基于iDLMP方法的用户侧灵活性资源电能-备用优化运行

充分利用用户侧分布式能源(DER)的灵活性是改善以新能源为主体的新型电力系统灵活性不足的有效途径之一。搭建含有高比例DER的电力系统市场化运行框架;基于通用虚拟电池模型,建立含有分布式储能系统、电动汽车与光伏的聚合商优化运行模型,进一步考虑配电网安全运行约束,建立配电系统运营商优化运行模型,基于此,提出协调优化聚合商能量计划与备用容量计划的迭代型配电网节点边际价格方法。算例结果表明,所提模型和方法可以在考虑用户设备资源信息安全的前提下有效解决DER因电力市场能量价格与备用容量价格过高或过低引起的线路双向过载问题。     

基于节点电价的主动配电网日前-实时阻塞管理

在主动配电网中分布式资源(distributed energy resources，DERs)渗透率不断上升及电力市场改革不断推进的背景下，高比例DERs引起的线路过载和节点电压越限等网络阻塞现象不容忽视。针对主动配电网的阻塞问题，该文提出基于配电网节点电价(distribution location marginal price，DLMP)的日前-实时阻塞管理模型。在日前阶段，各负荷聚合商(aggregator，Agg)首先预测日前市场电价并收集相关DERs信息，然后配电网管理员在保证用户用电需求的同时使其用电支出最小，并兼顾网络约束制定DLMP发布给Agg，Agg得到日前交易计划；在实时阶段，各Agg更新DERs信息，并根据配电网管理员更新的DLMP重新调整日前交易产生的偏差。最后，通过IEEE33节点算例进行仿真验证，结果表明提出的阻塞管理模型可以有效解决主动配电网在日前和实时两阶段的阻塞问题，保证线路容量及节点电压在允许的安全范围内。     

中国台湾“3·3”大规模停电事故分析及其对未来电网发展的启示

2022年3月3日,中国台湾电力公司兴达电厂发生故障造成台湾省大规模停电,经过12 h抢救恢复全面供电。此次停电波及用户数高达549万,给当地人民生活、经济发展、社会稳定带来了极大的负面影响。首先介绍了台湾省电网概况;然后对停电事故过程进行描述,并结合台湾省公开报告对停电原因进行分析与梳理;最后,通过总结近年来台湾省停电事故频发反映的电力系统问题,提出未来电网发展的相关启示。     

计及不确定因素的需求侧灵活性资源优化调度

充分把握需求侧资源灵活性可以更好地实现日前优化调度以及合理地向电网提供辅助服务。然而，需求侧资源种类丰富、数量大、容量小、随机性强且分布于系统结构底层的不同位置，因此需要对其进行整合与量化。以含有高比例分布式能源的节点为研究对象，采用鲁棒边界的虚拟电池模型量化描述了具有不确定因素的集群电动汽车的灵活性与光伏出力。在此基础上，由交互平台参与日前电力市场，并采用协调优化策略合理地分配日前发用电计划与备用容量。算例验证了提出方法的有效性，既解决了由于高比例分布式能源导致的计算复杂问题，又降低了用户用电隐私信息暴露的风险。     

考虑高比例电动汽车及风电协同参与的机组组合策略

针对高比例电动汽车(EV)接入电网,常规量化模型难以解决由大规模决策变量导致的运算效率低下的问题,提出一种由下至上的方法来描述集群EV的灵活性。首先,计及车主行为及EV电池的物理特性,通过描述功率、电能边界实现单位EV功率可行域的量化。然后,基于其统一的表达形式,对边界进行闵氏求和建立虚拟电池模型描述集群EV的功率可行域。最后将所提模型应用于高比例电动汽车及风电协调参与的机组组合问题,并通过仿真算例验证了其可行性。     

交互能源机制下的电力产消者优化运行

随着能源结构与电力系统运行方式发生巨大变化,交互能源机制下的电力产消者优化运行研究得到了广泛关注。首先对电力产消者的类型、基本特性进行了分析与归纳,提出了电力产消者的典型运行框架,明确了不同运营商可能的功能与权责。随后,从电力产消者的资源灵活性预测模型、基于市场交易模型的协调策略、优化运行模型求解技术以及信息的采集、传输与处理4个方面对基于交互能源机制的产消者优化运行关键技术研究进行了概述与归纳。最后,考虑当前的发展趋势指出了存在的关键问题以及未来的研究发展方向。     

非晶合金高速永磁电机定子铁心空载损耗的分析计算

为了研究非晶合金高速永磁同步电机的定子铁耗,以一台24 000 r/min、10 kW四极的非晶合金高速永磁电机为例,建立了时步有限元的铁耗计算模型,分析了空载运行时铁心不同位置磁密随时间变化波形,并得出铁心不同区域损耗的分布情况。计算结果显示:定子铁心损耗密度最大值位于靠近定子外圆的齿身1/3处,主要受交变磁场影响。轭部靠近定子内圆部分以及齿根处的分布比较复杂,损耗高密度区域呈现U型分布,主要受旋转磁场影响。从定子铁芯损耗整体分布来看,轭部损耗占铁芯损耗的44.13%,齿根占19.01%,齿身占36.79%,齿顶和齿尖分别占1.23%和1.00%。最后与一台同样三圆尺寸的24 000 r/min、8 kW的四极硅钢片定子铁芯的永磁电机定子铁损进行了对比研究。研究成果为进一步研究有利于降低高速电机铁耗的定子结构尺寸优化提供了重要的技术支持。     

基于充电行为预测的电动汽车参与系统调频备用：容量挖掘与风险评估

以电动汽车(EV)聚合商在调频辅助服务市场提供备用容量为研究对象,考虑EV用户充电行为的不确定性和用能需求,建立了EV聚合商充电功率及备用上报的优化决策模型。首先,对EV充电记录及调频信号的历史数据进行分析,提出了充电EV数量的预测方法以及调频信号的时间序列特征分析方法;然后,考虑EV聚合商响应调频信号的准确度降低或EV用户的充电需求无法得到满足的风险,提出了基于条件风险价值的风险成本评估方法,用于权衡EV聚合商提供备用的收益及风险,并建立了以收益最大化为目标的优化模型;最后,基于仿真算例对比分析了不同应用场景下EV聚合商提供辅助服务备用的特性及优势,验证了所提模型的有效性。