基于综合需求响应的工业园区联络线功率控制

为平抑可再生能源系统所引起的联络线功率波动,工业园区通常采取整合园区内部所有源荷设备进行统一集中管理或基于电力需求响应的简单源荷互动运行模式,未能充分挖掘园区多能负荷综合需求响应的潜力。在分析工业园区用能特点的基础上,文中提出了一种基于综合需求响应的联络线功率控制方法,建立了园区与生产任务相关的储能、空调负荷以及电动汽车的综合需求响应特性模型,并通过激励多元用户进行需求响应以平抑功率的波动,有效实现了兼顾综合运行成本及跟踪控制误差的联络线功率控制。结合南方某蓄电池生产工业园区进行算例分析,结果表明该方法能降低园区经济损失,使内部负荷用户受益,并确保对联络线功率计划的有效跟踪。     

联网型高耗能电解铝工业电网源荷协调平抑风电功率波动控制策略

对于含有大规模新能源接入的联网型高耗能工业电网,新能源功率波动势必产生联络线功率波动以及额外备用容量费用,不利于工业电网经济运行。通过对工业电网内部火电机组与电解铝负荷联合控制进行建模,提出源荷协调平抑风电功率控制策略。基于模型预测控制方法,将电解铝负荷和火电机组调节范围以及响应速率作为约束条件,以平抑风电功率波动为控制目标,优化电解铝负荷和火电机组的有功功率调节量,减少由风电功率波动引起的联络线备用容量。以云南文山地区某个工业电网为例进行仿真,结果表明所提的源荷协调控制策略可以有效实现对工业电网内部风电功率波动的平抑,限制与大电网联络线上的有功功率交换。     

基于蓄热热泵群灵活控制的电热微网联络线功率平滑策略

为有效平抑电热微网的联络线功率波动,提出一种基于蓄热热泵群灵活控制的联络线功率平滑策略。通过变参数指数平滑确定功率控制目标,分析平滑参数对波动功率的影响;考虑热泵蓄热水箱的储能潜力,将波动功率平抑任务分配至蓄电池与蓄热热泵群;通过控制热泵群负荷动态调整,吸收联络线波动功率。该策略在保证用户差异化用能需求的前提下,通过模拟退火算法优化各热泵启停频率趋于一致,且不增加平均启停次数。利用热泵群的功率调节能力优化蓄电池出力曲线,减少蓄电池充放电次数转换以降低运行成本。算例结果表明该策略能有效平抑微网联络线波动功率。最后分析了策略中优化算法的有效性和在不同新能源波动条件下策略的可靠性。     

考虑风电波动与电动汽车集群储能平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳,减轻配电网负荷压力,提出考虑风电出力波动和电动汽车集群储能系统平抑控制策略.首先,对单体电动汽车入网后行为特性进行储能建模,依据不同荷电状态(SOC)电动汽车有功响应能力,构建电动汽车集群储能模型,基于集群储能能力的差异性,利用多个电动汽车集群协调平抑联络线功率波动.其次,由集群储能系统依据联络线功率平抑波动值进行逐层自适应功率分配,确定各电动汽车蓄电池—超级电容的任务功率,充分利用车网连续调节能力.所提平抑策略可减轻大规模电动汽车连网后配电网中负荷的波动,实现储能系统内部功率相互流动,有效减少常规储能容量配置.     

考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑方法

微网与电网并网后,其内部的可再生能源出力波动会对电网造成损害,需要配置储能装置平抑可再生能源出力的波动。作为温控负荷的一种,空调负荷具备一定的热存储能力,可将其视为储能装置。考虑利用空调负荷的储能特性,建立考虑空调负荷的微网联络线功率波动平抑模型。该模型引入不平衡电价对波动进行处罚,在满足用户热舒适度的前提下,通过合理安排空调的启停,平抑微网联络线上的功率波动。以联络线功率购买成本、联络线功率不平衡结算成本、空调用户激励成本等微网综合运行成本最小为目标。对联络线功率波动平抑效果进行了算例仿真,结果验证了所提模型的有效性。     

基于连续状态变量约束的微网虚拟储能系统最优平抑控制策略

针对城市园区微网中存在的"储-荷"互动特性,对可控空调负荷群进行集群需求响应控制,调节空调负荷曲线形成"虚拟储能"效应。提出基于连续状态变量约束的最优控制(continuous state constraints-based optimal control,CSCOC)模型,考虑"虚拟储能"和储能电池协同运行特性,构建了平抑微网联络线功率波动的策略。最优控制模型包括:1)描述"虚拟储能"系统物理机理的状态空间方程;2)构建了以功率为基础定义的"虚拟储能"虚拟荷电状态(virtual state of charge,VSOC),并给出"虚拟储能"系统、电池储能运行等式与不等式约束集;3)表示最优控制性能的目标函数。通过最优控制模型,实现微网联络线功率与设定目标参考值匹配。最后,通过算例进行灵敏度计算,分析了风电渗透率、电池容量等因素变化对最优控制算法的影响。结果表明,基于最优控制的"虚拟储能"和电池储能的优化协调,实现了精确追踪设定目标参考值的最优储能响应额度分配,能够保证电池储能荷电状态在合理范围之内,保证空调负荷运行的舒适性,维持用户进一步参与需求响应的积极性。     

面向电网侧、新能源侧及用户侧的储能容量配置方法研究

电网中普遍存在负荷率过高,电网峰谷差较大的情况.随着风电、光伏等新能源的不断接入,其出力的波动性使得电网调峰问题更加严峻.储能因其具有响应快速、双向调节等优势,在缓解重负载、削峰填谷、平抑新能源波动、提高供电可靠性等方面可发挥关键作用.本文针对电网侧,提出了用于变电站降载及削峰填谷的储能容量配置方法;针对新能源侧,提出了用于平抑新能源出力波动的储能容量配置方法;针对用户侧,提出了用于提高供电可靠性的储能容量配置方法.最后,以某地区电网的实际数据进行了示例分析.     

考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳吸收,提出了考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略。首先对单体电动汽车入网后的储能特性进行精细化建模,充分考虑储能容量对不同荷电状态(SOC)的电动汽车有功响应能力的约束,在此基础上构建了电动汽车集群储能能力评估模型;进而针对多个电动汽车集群的协同控制,提出了考虑集群储能能力差异性的联络线功率波动平抑控制策略。该策略根据SOC自适应算法,在考虑各电动汽车响应能力约束的基础上,根据自身SOC水平确定各电动汽车的目标功率值,从而充分利用电动汽车与电网交换功率的连续调节能力;同时,该策略提出2种不同的交换功率控制方法,并探究不同方法在减少放电过程方面的差异性。最后,算例中利用电动汽车集群储能能力平抑联络线的功率波动,仿真结果验证了所提出的电动汽车集群储能能力评估模型和平抑控制策略的有效性。     

考虑需求侧响应的新能源接入下的配电网无功规划研究

随着风力发电、太阳能发电等可再生新能源的逐渐成熟和电力市场的逐步推进和发展,配电网不仅与负荷和新能源出力的波动高度相关,而且需要考虑未来电力市场对新能源接入下的配电网影响。电力市场改革背景下,用户的电力需求侧响应得到了越来越多的关注,负荷可切除或中断将对配电网的规划带来积极的影响。为此,文中提出了一种考虑需求侧响应的配电网无功规划方法,该方法考虑了新能源接入后出力波动和电力市场背景下可中断负荷的影响,建立了需求侧响应的弹性需求模型,并在无功规划模型中考虑了需求侧响应的影响。算例分析表明,所提出的考虑需求侧响应的含新能源接入的配电网无功规划方法在电力市场应用中具有一定的可行性,较传统无功规划方法具有更好的经济性和实用性。     

可向特定负荷定时限独立供电的储能系统优化配置

在新能源发电密集接入区的配电网用户侧配置储能设备可作为多能互补分布式能源综合利用的有效补充,能提高能源系统综合效率并满足用户对提高供电可靠性的要求。蓄电池储能系统在供电系统正常运行状态下可以消纳或平抑新能源发电功率的波动;在供电系统故障状态下,储能系统可向特定负荷提供一定时限的独立供电。以蓄电池储能系统全寿命周期内的年投资回报率最大为目标,在保证供电区域内特定负荷定时限独立供电的前提下,研究储能系统的最优配置。首先,建立包括蓄电池全寿命周期内"低储高发"的套利收入在内的4项收益指标和全寿命周期成本的经济效益模型。然后,提出一种通过提取关键影响因子逐步简化优化模型的方法。最后,通过算例分析比较了铅炭电池、磷酸铁锂离子电池和梯次电池在保证特定负荷1h独立供电下的储能配置和年投资回报率,验证了所建模型和求解方法的可行性。     

考虑用户响应度模糊控制的需求响应双层博弈模型

配电网中分布式新能源、可控负荷等柔性资源参与电网需求响应已成为新型电力系统削峰填谷的重要手段,而如何考虑用户响应度和平衡多主体利益十分关键。为此,文中首先建立用户响应度的模糊控制模型,并给出考虑用户响应度模糊性的供电方、负荷聚合商、用户等多主体需求响应参与方效益函数模型;进而以日负荷曲线偏差最小和系统成本最小为优化目标,上层优化采用供电方最优需求响应方案,下层优化在供电方及负荷聚合商之间求得最优任务分配,从而建立供电方、负荷聚合商、用户等多主体协同需求响应双层模型,并提出基于Stackelberg博弈理论和k-means聚类算法的求解方法;最后以某地区历史数据进行模拟仿真。结果表明文中模型在考虑用户响应度和协同多主体利益下能有效筛选优质需求响应资源,平抑负荷波动。     

基于主从博弈的负荷聚合商日前市场最优定价策略

负荷聚合商通过需求响应整合用户侧资源,并由此向电网提供负荷平抑服务以获得收益。因此,聚合商的响应定价策略和用户响应偏好直接影响用户响应精度,进而影响聚合商市场收益。文中将参与需求响应的负荷资源作为广义需求侧资源,提出基于价格激励的需求响应机制,建立考虑用户偏好的用户效用模型和聚合商收益模型。进而,以用户和聚合商两者利益最大化为目标构建主从博弈模型,求解模型获得聚合商最优补偿定价策略,分析用户用电弹性以优化用户响应。最后,采用美国PJM市场数据进行算例仿真,结果表明基于主从博弈的最优定价策略能够充分考虑用户响应偏好差异,有效降低用户综合成本,通过平抑负荷波动提高聚合商市场收益。     

考虑多类型资源的数据中心园区供电协调规划

随着数字化时代到来,数据中心的数量和规模与日俱增,已成为配电网中一类重要的需求响应资源。为提高设备利用效率,数据中心可通过柔性配电设备与园区内光伏、储能系统化集成,进一步保障数据中心的供电可靠性与运行经济性。提出了一种考虑多类型资源的数据中心园区供电协调规划方法。首先,对数据中心园区内多类型设备进行建模。在此基础上,建立了考虑多类型资源的数据中心园区供电规划模型,以数据中心园区设备投资成本和运行成本最小为目标,合理规划园区内柔性变电站各换流器容量、数据中心各类型服务器数量、储能系统及光伏系统的容量。最后,采用数据中心园区算例,验证了考虑多类型资源的数据中心园区供电协调规划的经济效益,分析了不同因素对数据中心园区规划结果的影响。     

基于配网潮流追踪的可再生能源有功调度与节点集群需求响应策略研究

随着能源短缺和环境保护问题日益凸显,可再生能源的投入电网比例逐年提升;另一方面,随着电力系统用户负荷日趋多样化,以及通信和控制技术不断升级,需求侧可控柔性负荷比例也逐渐提升。主动配电网(activedistribution network,ADN)的核心技术之一就是合理利用需求侧可控负荷(demand side controllable load,DSCL)资源,实现与可再生能源的协同配合,为电网提供诸如波动平抑、负荷跟踪等多种辅助服务。该文提出一种面向"可再生能源–配电网络–需求侧可控负荷"互动,基于聚合信息的ADN分层协同调控框架,上层采用配网潮流追踪算法实现ADN可再生能源的有功调度,下层基于可控资源节点控制成本,设计以不同需求响应参与主体(电力公司和电力用户)为核心的优化函数,应用基于参数序列化的DSCL精准化控制策略,实现多种典型负荷资源最优需求响应,以到达平抑ADN联络线功率波动的目的。仿真结果表明:所提出的节点集群需求响应控制策略和不同优化函数,能够反应各主体的调控特性,基于所分配的调控目标,控制效果良好,对可再生能源集成起到积极作用。     

计及负荷储能特性的微网荷储协调联络线功率波动平抑策略

以微网整体参与市场交易为背景,计及直接控制负荷的储能特性,提出采用电池储能和直接负荷控制(DLC)协调的微网联络线功率波动平抑策略。将DLC视为储能资源的调控行为,建立基于负荷储能特性的DLC模型。在此基础上,以经济效益最大为目标,考虑DLC作用,基于两阶段随机规划优化微网短期交易行为。以经济性和不影响用户用能体验为原则,提出考虑负荷运行状态的微网联络线功率波动完全平抑方案。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性。     

分布式光伏集控中心的设计与实现

分布式电源作为新能源发电重要的利用形式,对缓解能源危机和减少碳排放起着至关重要的作用,但它也改变了配电网网络结构,改变了电压调节、潮流控制以及网络特性,致使因电能质量问题对用户用电设备带来了安全隐患。为此,开展分布式光伏接入配电网的可靠供电技术、安全检修技术研究,以新能源发电功率预测和负荷预测结果为基础,开展配电网调度运行经济性研究和分布式发电联络线功率管理,提出利用分布式可再生能源提高配电网电能质量、降低运行损耗及提高供电可靠性的控制策略,构建了分布式光伏集控中心,实现分布式电源的可靠接入和协调优化运行。     

平抑新能源功率波动的集群温控负荷建模及控制

针对新能源输出功率的不确定,提出一种采用集群温控负荷平抑新能源功率波动的新思路。基于温控负荷聚合的双线性时间连续模型,推导构建了面向控制的集群温控负荷聚合功率离散模型,利用模型分解的带遗忘因子递推最小二乘法设计了该离散模型的参数辨识方法;鉴于离散模型的非线性特征,根据辨识所得的模型参数,利用反推控制原理设计了一种利用集群温控负荷跟踪间歇式电源功率波动的控制方法。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于电压调节的分布式可再生能源发电功率波动平抑策略

接入配电网的分布式可再生能源受自然条件影响,其输出功率随机波动,进而影响全系统运行。针对分布式可再生能源发电的特点和用户负荷特性,提出了一种基于电压调节的功率波动平抑方法,通过适当调整系统电压来改变负荷水平,利用负荷变化追踪电源出力,从而减小其波动对电网的影响。对简化配电系统和IEEE 13节点测试馈线系统仿真的结果表明,通过电压调节,用户负荷能够有效平抑光伏和风力发电机的出力波动,验证了所提方法的可靠性。     

含新能源微电网负荷响应的二阶电力模型研究

随着全球性的能源紧张,新能源已成为替代传统化石能源的重要手段,当新能源的随机性给电网调度带来新的挑战。以新能源接入微电网为例,建立一种两阶段的电力市场模型,并提出一种需求侧响应定价策略。模型第一阶段针对新能源预测出力,在预测需求侧响应基础上,确定微电网出清电价。第二阶段在新能源随机处理,各用户提出的需求侧响应基础上,确定微电网调整电价。算例分析的结果表明,所提模型能够利用用户不同的需求侧响应曲线,调整系统的负荷水平,从而有利于新能源接入。     

基于需求响应的电网能源调度模型研究与设计

由于电力高峰负荷持续时间短,导致采用传统的增加调峰发电装机容量来满足电网高峰负荷需求的方法经济效益极低,同时由于大量间歇式新能源的接入,其自身随机性、间歇性的特点也给电力系统能源调度带来了新的挑战。基于此,针对用户激励响应行为进行建模分析,对供应侧和需求侧的资源进行协调和优化,建立了可以综合考虑供应侧和需求侧的作用激励的含风电新能源发电网双层电能优化调度模型,该模型集成了需求侧直接复合控制策略,有效地补充和丰富了需求响应理论在风电并网优化调度中的应用。最后基于该模型以某地区风力发电预测功率和夏季典型日负荷数据进行实验分析。结果表明构建的模型具有较强的经济性,实现了平缓负荷曲线,在保证用户满意度的情况下,可以有效降低电网运行成本。