边缘计算在电力需求响应业务中的应用展望

电力自动需求响应业务的快速发展,引入了大量的智能终端,在云端进行集中式管理对IT基础设施提出了过高的要求。提出了一种将边缘计算技术应用于自动需求响应业务的设想,并基于欧洲电信标准化协会提出的边缘计算框架,依据IEC 62939智能电网用户接口的标准划分,设计了自动需求响应边缘计算(automated demand response edge computing,ADR-EC)节点的分层架构模型。分别给出了ADR-EC节点的功能层、信息层、通信层设计方案及应用示例,最后结合自动需求响应业务的发展剖析了未来边缘计算大规模应用所面临的问题与挑战。     

考虑托管式数据中心负荷调节不确定性的区间优化模型

高能耗的数据中心具有巨大的可调节潜力,其负荷可作为电网公司开展需求响应业务的重要载体。然而,多方不确定因素严重制约数据中心运营商的需求响应决策,并影响其可调节能力。对此,提出一种考虑托管式数据中心负荷调节不确定性的区间优化模型。首先,梳理负荷调节过程中存在的不确定因素。然后,解析不确定因素之间的耦合关联关系。在利用Stackelberg博弈解决租户以及数据中心运营商之间的利益分配问题时,解析出不确定因素之间的关系式,进而求解出不确定因素的分布区间。最后,利用区间优化模型构建数据中心负荷调节的上层乐观解模型和下层悲观解模型。经仿真结果验证,所提出的模型能反映多重不确定条件下的数据中心负荷调节范围以及运营商获利区间。     

一种考虑业务可靠性的需求响应边缘云部署方法

需求响应边缘节点的部署能缓解电网需求侧管理平台处理海量业务的压力,提高电力用户底层终端的管理质量。然而边缘计算在当前工程应用中主要侧重于业务计算的实时性却忽略了业务的可靠性。该文重点考虑了业务的可靠性,提出一种边缘云的部署方法。部署方法包含通信机制和任务分配机制。通过建立一种新型的需求响应通信机制,并结合边缘计算节点部署的位置选取,降低业务受链路故障和通信质量不佳的影响。该通信机制中每个业务源节点均需与边缘节点和目的节点建立连接。在链路出现故障和通信质量不佳时,需求响应能在2条连接中进行切换,实现分布式与集中式调度2种模式的灵活变换。为实现边缘节点的部署位置选取,利用穷举方式遴选符合特定要求的网络节点。同时为了提高业务可靠性,在确定可用于提高业务可靠性的边缘节点后,设计对应的边缘节点之间需求响应业务管控的任务分配机制。该机制利用启发式算法,逐个分配边缘节点管控的业务,保证边缘节点所管辖的负荷量差值不会相差过大。经仿真结果验证,所提的新型通信机制和任务分配机制能够提高需求响应业务的可靠性。     

计及负载特性的数据中心微电网双层优化配置

针对数据中心微电网前期容量规划不合理,无法适应数据中心运行特性的问题,同时为提高数据中心微电网的供电经济性和可再生能源消纳能力,提出了计及负载特性的数据中心微电网容量双层优化配置模型。使用基于场景缩减的选择方法应对可再生能源出力的不确定性,同时减少大量场景带来的计算复杂性问题。根据不同负载的特性,考虑其时间维度上的灵活性,制定相应的负载分配策略。采用NSGA-Ⅱ与 Gurobi结合的方式进行求解,最后利用模糊多属性决策方法获得折衷最优解,合理规划微电网内储能系统、光伏和风机的容量。算例表明,所提方法降低了数据中心微电网建设与运行成本,减少了碳排放、提高了数据中心运营商的满意度。     

基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术

能源行业中多种能源的整合对未来市场化交易提出了新的需求,区块链作为一种新型的信息化技术能够有效地支撑能源领域产业新业态的创新服务模式拓展。为了拓宽未来多能互补控制技术的应用,实现多能系统中多方信息资源和物理资源的整合,解决互补集成控制过程中的交易安全问题,文中基于多能系统互联交易需求及现阶段区块链的技术发展现状,重点分析了区块链在多能系统中的应用适用性以及异构区块链所带来的信息互联互通问题,提出了构建基于异构区块链技术的多能系统交易体系的必要性和方法。最后,详细分析了异构区块链技术在多能系统中应用的关键技术以及后续业务发展的局限性,并给出相关问题解决的技术方案和相应的建议,有效地支撑了未来多能系统下多种形式的异构区块链交易结算的工作。     

基于OpenADR扩展的错峰业务仿真平台设计

由于不同开发商所开发的系统存在技术差异以及相关标准的缺失,导致我国现有需求响应(demand response,DR)系统无法有效互联互通,不利于需求响应项目的推广。该文基于OpenADR 2.0协议的标准框架,扩展了可用于支撑错峰业务的信息接口、业务交互流程以及事件处理机制。依托SAC/TC549以及国际标准化思路,对参与错峰业务主体的角色、定位以及仿真功能需求进行了分析,从参与错峰调度过程中所需的数据信息模型、调度策略、用户动态响应特性等方面出发,完成了错峰业务仿真平台的设计。此外,该仿真平台还提供了外部半实物接口,可以实现与DR动态交互相关的标准验证及业务性能测试,给未来标准制定、政策实行提供数据支撑。     

考虑风光储互补与工作负载分配的数据中心优化调度

随着 “双碳”目标的推进,数据中心新能源微电网不断发展,为减少数据中心综合运行成本与碳排放,提出了一种考虑风光储互补与工作负载分配的数据中心多目标优化调度模式。利用风光储互补在一定程度上解决新能源出力的间歇性;利用负载分配策略,使数据中心的用能需求尽可能与新能源出力曲线相匹配,提高新能源的利用率,减少碳排放。最后通过算例分析该模式下的优化调度结果,并比较不同运行模式下,数据中心的综合运行成本、碳排放量和新能源利用率。结果表明,该模式可明显降低运行成本与碳排放并提高新能源利用率。     

基于OpenADR用电互联一致性测试系统研究

随着售电侧改革工作不断推进,多级聚合服务与差异化交互接口等问题日益凸显,导致分布式电源、电动汽车、空调等系统/设备无法有效实现互操作。依托一致性测试理论及相关技术,从一致性测试用例库、有限状态机设计等方面出发,提出了基于开放式自动需求响应通信规约(open automated demand response communications specification,Open ADR)的通信协议的一致性测试系统的设计方法。此外,根据Open ADR通信协议特点,设计了Open ADR协议一致性测试模式,分析了协议一致性测试中测试集、测试用例设计等过程。最后给出了一致性测试控制点的选取方法。     

非可信环境下基于区块链的多级DR投标安全管理及技术支撑

为应对售电侧放开后需求响应资源参与投标竞价过程中的复杂交易安全性,针对多级交易链中存在的潜在风险,探索区块链智能合约在需求响应投标交易中的应用方法,设计一种在非可信环境下的多级投标竞价链式信息传递安全机制。通过智能合约实现多级DR-BD链的同态安全交易,可以在无需公开参与方隐私数据、不泄露用户投标信息的条件下完成交易,同时也为参与交易的实体提供完整交易链条的有效性校验,可满足需求响应投标快速交易的安全性需求。同时还扩展了OpenA DR2.0b协议以及交易节点的合约更新运算规则,并给出该方法在现有技术框架下的实现方式。