能源互联网接入设备关键技术探讨

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网"开放共享"的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务3个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等6项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。     

基于隐马尔可夫模型的非侵入式负荷监测泛化性能改进

隐马尔可夫模型(HMM)是非侵入式负荷监测常用的算法.由于电压波动与负荷自身电气特性变化等原因,负荷的测量状态如功率可能持续变化,运行过程中出现新的状态转移,但当前基于HMM的非侵入式负荷监测方法并未考虑如何处理该情况,缺乏状态辨识与功率分解的泛化能力.针对这一问题,本文提出并构建二元参数隐马尔科夫模型(BPHMM),结合DBSCAN聚类算法,基于有功功率和稳态电流对负荷状态进行聚类,降低了因电压波动和噪声数据对负荷状态聚类结果造成干扰的可能性;改进维特比算法使其考虑到HMM模型参数更新以实现对负荷状态预测泛化性能的改进;考虑到功率的随机波动性,基于极大似然估计原理构建功率计算优化模型并实现负荷的功率分解.本文采用公共数据集AMPds2对所述方法进行验证,测试算例验证了所述方法的有效性.     

消纳大规模风电的电–气互联系统鲁棒区间调度模型与方法

现有的电–气互联系统联合调度模型在利用燃气机组的快速调整能力应对风电波动时,难以考虑到对气网运行约束的影响,同时往往忽略了电转气(P2G)装置进一步消纳风电的能力.为解决上述问题,本文计及燃气机组和P2G装置追踪风电波动提出了一种鲁棒区间调度模型,所提模型在保证风电消纳区间最大化的同时,将优化得到的燃气机组和P2G装置允许出力区间转换为最大、最小进气量场景以进一步校验气网的可行性.为进一步扩大风电消纳区间,本文将AGC机组和P2G装置的风电承担系数作为待优化变量,并对因此引入的非线性项进行松弛处理.最后,通过一种计及再调整的日后校正模型对各个算例场景进行蒙特卡洛模拟,验证了本文模型和方法的有效性.     

基于Benders分解的供水服务商与多微网能量共享

针对供水服务商（WSSC）泵站分散性较强的特点,提出一种WSSC与多个微电网分布式能量共享策略。首先,对所建立的WSSC运行优化模型进行凸化处理,考虑到WSSC与各微电网信息隐私性问题,以WSSC与多微电网综合运行成本最小为目标,建立了基于Benders分解的WSSC与多微电网分布式能量共享模型;随后,采用Shapley值对WSSC与多微电网合作运行的收益进行分配。仿真结果表明,通过WSSC供水系统中泵站、水的调节构筑物与微电网中需求侧资源协调配合,可以有效降低WSSC与各微电网的综合运行成本。     

适用于自动需求响应的分体式智能用电测控终端

能源互联网中自动需求响应(Automated Demand Response, ADR)的实现离不开对终端用电设备的准确测控。为解决目前智能用电终端控制方式缺乏灵活性及数据采集处理能力偏弱的问题,研制了具备数字信号处理与红外精准控制功能的分体式智能用电监测控制终端。装置由装置本体和红外控制器两个分立的部分组成,其中装置本体包含DSP芯片、电气采样电路、ADC芯片、WiFi模块、ZigBee模块和温湿度传感器,红外控制器包含单片机、ZigBee模块、红外编码与收发模块以及锂离子电池。装置本体根据采集的用电和环境信息、综合需求响应要求向红外控制器下达指令,进而准确调整负荷电器运行状态。得益于分体式与可充电设计,此终端可适应复杂家居环境,为实现有效的家庭能量管理、推动家庭负荷参与需求响应(尤其是ADR)打下硬件基础。