面向电网调峰的负荷友好性评价

为合理评价新型电力系统中需求侧负荷对净负荷峰谷特性影响的优劣,提出面向电网调峰的负荷友好性评价思路。首先,分析了新型电力系统中净负荷特性,针对峰谷调节困难的需求,提出友好负荷的概念,并基于此提取负荷的友好性特征;其次,为客观核定特征指标的重要性,提出基于特征指标对评价目标贡献的赋权思想;再次,针对特征参数的随机性,构建指标云模型计算评价目标的隶属度,确定指标贡献权重。同时,为避免异常特征值影响云模型分布,提出了异常值折算方法。最后,选取中国某区域的负荷聚合商作为评价对象,验证了所提评价思想的合理性及所提评价方法的有效性。     

基于多任务学习卷积网络的非侵入式负荷监测方法

随着居民用户对设备耗能管理需求的增长,低硬件成本的非侵入式负荷监测技术具有巨大的工程应用价值。目前,负荷监测深度网络存在输出假阳性功率片段问题,造成对电器开关运行状态的误判,影响负荷分解精度。为此,提出一种基于多任务学习的非侵入式负荷监测方法。首先,建立基于多分支卷积网络及改进后处理的负荷监测推理框架,在负荷功率分解网络主分支的基础上,设立开关状态判定分支网络,引入电器开关序列监督信息,通过多任务聚合损失函数调整网络训练时梯度反向传播过程,降低了运行状态误判率。然后,采用加权均值滤波对网络输出的开关状态评估值和功率输出值进行后处理,进一步降低负荷分解误差。最后,在UK-DALE数据集上开展对比实验,实验结果表明所提方法能够较好地分离出包含复杂功率特性的电器负荷,验证了方法的有效性。     

蓄热式电锅炉集中供暖在连云港地区的应用及效益分析

电能替代是推广清洁能源、改善环境的主要途径,居民采暖作为高耗能领域,是亟需实施电能替代的主要领域之一。以江苏省首个居民小区"以电代煤,清洁取暖"项目为例,介绍蓄热式电锅炉在连云港地区的实际应用,分析其改造方案,并对其改造效益进行评估,为蓄热式电锅炉在居民采暖或其他高耗能领域的电能替代应用提供一定的借鉴。     

配电系统优化问题建模中的潮流模型选择方法

配电系统优化问题建模常用直流潮流模型简化,但在何种情况下可以简化一直缺乏量化依据。因此,基于安全边界理论提出了配电系统优化问题建模的潮流模型选择方法。首先,建立了配电系统的容量边界和电压边界模型,利用二者位置关系反映容量约束和电压约束强弱。其次,提出了负荷馈线临界长度和分布式电源馈线临界长度的定义和计算方法。再次,形成潮流模型选择判据,并通过观测不同线路长度场景下的安全边界构成验证判据。最后,以无功优化问题建模为例,根据判据选择直流潮流模型,IEEE 33节点系统扩展算例和实际配电系统算例的结果表明,在保证精度的前提下,其求解时间明显减少。所提方法适用于有源和无源配电网含潮流模型的优化问题建模。     

考虑多维时域特征的行业中长期负荷预测方法

中长期负荷预测是电力系统规划与设计的重要依据,准确的行业中长期负荷预测能为电网布局规划、检修计划制定等提供决策支撑。在此背景下,针对行业中长期负荷隐含的多维时域特征,提出一种基于分解和预测思想的行业中长期负荷预测方法。首先,构建了基于周期趋势分解算法的行业中长期负荷特征分解模型,以得到分别表征行业负荷变化趋势性、周期性以及随机性特征的趋势分量、周期分量及残差分量;接着,针对分解得到的各维度分量,分别构建了基于门控循环单元的行业负荷全局趋势特征提取与预测模型、基于卷积神经网络的负荷周期局部特征提取模型,以及基于改进自适应高斯核密度估计的负荷残差概率密度预测模型,由此形成考虑多维时域特征的行业中长期负荷预测方法。最后,以中国某市化工行业负荷数据为例,验证了所提预测方法的有效性。     

基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的经济性评估

针对蓄热式电锅炉消纳风电过程中无法匹配快速波动的风电功率等问题,本文提出了基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的方案,并对该方案的经济性进行了评估。从"风电-电网-电锅炉-储能"联合运行系统的成本与收益出发,以蓄热供暖日收益最大为目标函数,在充分考虑分时电价、风电上网电价、弃风电量以及蓄热式电锅炉功率调节次数等约束条件的基础上,建立了"源-网-荷-储"联合运行系统风电消纳经济性评估模型,利用粒子群算法对模型求解。采用某电锅炉消纳风电示范工程实际运行数据进行测试,验证了该模型的有效性。测试结果表明,储能系统的加入可以有效减少电锅炉功率调节次数,可为储能协调蓄热式电锅炉蓄热供暖消纳风电提供理论依据。     

考虑负荷特性的综合能源系统网格划分方法研究

针对目前综合能源系统网格划分方法体系尚不成熟,且尚未考虑负荷特性互补的问题,提出一种考虑负荷特性的综合能源系统网格划分方法。首先,采用改进k-means聚类算法对能源网格进行初始划分,即在传统k-means聚类算法的基础上确定网格数量划分范围和初始聚类中心点位置;其次,提出考虑负荷特性的能源网格修正方法,在能源网格初始划分完成后利用负荷特性对网格进行修正,减少每个能源网格内部的负荷峰谷差率与整体网格的负荷峰值;最后,通过模糊理想决策方法选取最优能源网格划分数量,并将该最优网格划分数量进行横向对比。结果表明,相比于不考虑负荷特性的网格划分方法,所提方法能够降低网格7.1%、0.5%、4.5%的电、热、冷负荷峰谷差率和7.9%、11.5%、3.9%的电、热、冷整体负荷峰值。     

风电、蓄热式电锅炉联合供暖调度鲁棒优化模型

为缓解风电不确定对系统消纳风电的影响,提高风电利用效率,引入鲁棒随机优化理论,以风电、蓄热式电锅炉组成供热系统,建立了考虑风电不确定性的风电供暖调度优化模型。首先,分别构建了风电出力功率模型和蓄热式电锅炉负荷需求模型;然后,应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力不确定性,并分别构建了风电出力确定性和随机性条件下风电、蓄热式电锅炉供暖调度优化模型。最后,以我国北方某城市风电供暖项目进行实例分析,结果表明：鲁棒随机优化理论能够有效刻画风电出力不确定性,为不同风险态度决策者提供了决策工具;风电、蓄热式电锅炉组成的供热系统能够实现供暖负荷灵活参与电力系统调度,有助于增加系统风电消纳能力,降低弃风电量,具有显著的经济和环境效益。     

浅析蓄热式电锅炉系统在西藏昌都饭店的应用

通过蓄热式电锅炉系统在昌都饭店的实际应用效果分析,提出采用该系统有利于保护生态环境,有利于电网移峰填谷,提高电网经济运行水平。作为电力需求侧管理应用技术的一项具体措施,蓄热式电锅炉在高原有着极大的推广价值。     

考虑碳交易和电动汽车充电负荷的工业园区综合能源系统调度策略

为实现“双碳”目标,优化工业园区多能利用形式,提出了一种工业园区综合能源系统调度策略。首先,针对工业园区能源多元化的特点,设计汇聚电、热、氢能源的工业园区综合能源系统;然后,基于工业园区的负荷可调节能力差的特性,将电动汽车作为可灵活调整的柔性负荷加入综合能源系统的调度过程;进而搭建以系统总运行成本最小为目标函数,考虑碳交易机制和电动汽车充电负荷调节比例的经济性数学模型;最后,在MATLAB中调用CPLEX求解器对4种对比方案进行求解及分析。结果表明：所提出的调度策略中,引入碳交易机制能够在日运行中降低4.5%的碳排放量,调整30%以下的电动汽车负荷比例能够降低1.54%的运行成本。在清洁能源持续发展和未来技术发展趋势下,成本将会进一步降低,该研究可为工业园区能源系统的优化调度提供参考。     

风电企业与蓄热电采暖联合参与调频市场的运营模式

在电力辅助服务市场背景下,源荷两侧合作与利益博弈共存,现有研究缺乏风电与蓄热电采暖用户联合运营的可行性与经济性评价研究。在分析蓄热电采暖用户参与调频辅助市场的运行成本变化的基础上,建立了风电与蓄热电采暖用户联合运营参与调频市场的优化决策模型。该模型以风电企业利润最大化与蓄热电采暖用户成本减少量最大化为目标,并计及了蓄热电采暖与储能联合参与调频辅助服务和储能寿命损耗的影响。通过分析该多目标优化模型的帕累托解,论证了风电与蓄热电采暖用户联合运营的可行性。以实际风电场运行数据为例,验证了风电与蓄热电采暖用户联合运营的可行性。算例分析结果表明,相较于独立运营,联合运营模式下的风电企业利润和蓄热电采暖用户运营成本减少量均有所增加。     

考虑负荷预测不确定性的快充站储能鲁棒实时控制策略

当电动汽车快速充电站配置电池储能系统时,合理的能量管理策略对控制充电负荷峰值功率、减小功率波动具有重要意义。然而,能量管理策略的有效性依赖于准确的负荷预测,但实际上由于环境影响和预测模型的原因负荷预测无法完全准确。基于以上问题,为应对充电站储能能量管理策略中充电负荷不确定造成的影响,提出了考虑负荷预测不确定性的储能鲁棒实时控制策略。首先,分析了现有的负荷预测方法,并对负荷预测结果进行建模;然后,运用鲁棒预测控制方法,分别以充电站电费最小和储能系统荷电状态波动最小为目标构建系统模型和设计控制策略,并通过鲁棒对等转化将不确定性模型消除,有效应对负荷预测不确定性的影响。算例研究表明,通过对比模型预测控制和逻辑门限控制的结果,所提的鲁棒控制策略能够有效降低充电负荷峰值,验证了策略的有效性。     

基于3σ-CEEMDAN-LSTM的空间负荷预测方法

为有效利用从配电网采集的海量数据以及改善空间负荷预测效果,提出一种基于3σ准则、自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和长短期记忆神经网络（LSTM）的空间负荷预测方法。基于3σ准则对每个Ⅰ类元胞的实测负荷数据进行奇异值检测和处理;运用CEEMDAN技术将处理后的Ⅰ类元胞负荷数据分解为若干个频率和幅值均不同的本征模态函数（IMF）;分别对每个IMF分量构建LSTM模型进行预测;将所有IMF分量预测结果进行线性叠加,得到目标年基于Ⅰ类元胞的空间负荷预测结果,在此基础上使用空间电力负荷网格化技术求得基于Ⅱ类元胞的空间负荷预测结果。算例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

负荷网络系统下基于状态空间协同的异质热控负荷集群管控

为了最大化调动同一区域变电站下有效电气连接的负荷资源,提出了考虑异质热控负荷集群联合控制的负荷网络系统架构。以相同电气连接的端侧负荷构成网络系统的物理感知层;受区域分散性和参数异质性限制,实际发生有效功率转移的负荷资源有限,引入边缘数据中心,解析异质热控负荷物理设备层级的共性,虚拟聚合同一区域变电站下物理分散的负荷,建立多负荷状态空间协同的联合控制模型;云端电网数据中心综合考量热控负荷可调节容量和工作状态,经过两次分配确定最佳任务参与组和每组任务量;以同质聚合组作为基本控制单元,开发边缘侧面向异质负荷集群的协同管控模型,发布统一控制指令,协调端侧负荷参与能源服务。最后以算例验证所提系统和异质热控负荷联合控制模型的有效性。     

蓄热式电锅炉在能源互联网中的应用综述

蓄热式电锅炉具有电热转换特性和热能存储特性,可作为能源互联网中的“网关”及“网络存储设备”。本文阐述了蓄热式电锅炉的工作原理及其在能源互联网中的接入位置,分析了蓄热式电锅炉应用于供热电能替代、风电就地消纳及火电机组灵活性改造的原理,梳理了不同应用场景下的现有相关政策,指出了蓄热式电锅炉推广应用存在的关键问题。最后给出了蓄热式电锅炉在能源互联网中广泛应用的发展建议。     

考虑群体热适应性的楼宇综合能源系统规划

充分发挥楼宇综合能源系统能源生产侧与消费侧源荷互动特性的作用,需要由供能的舒适度来保证。基于群体热舒适感会随季节调整其对环境的热期望的热适应性原理,建立楼宇综合能源系统中的能量枢纽选型定容统一优化模型。模型计及典型日室外温度、光照辐射强度和刚性电热负荷对室内温控负荷及能量枢纽出力的影响,将室温调节策略和能量枢纽容量配置基于群体热环境舒适区间进行约束,实现楼宇热舒适供能与能量枢纽架构经济性的协同优化,并采用Benders分解方法加以求解。算例分析结果表明,对热舒适区间进行修正后的规划模型能减少能量枢纽的配置容量,可有效提高可再生能源利用率并降低系统整体的碳排放量。     

空调负荷参与电力系统调频的温度设定值概率控制策略

作为一类重要的需求响应资源,空调负荷能够实时调节有功负荷进而参与电力系统调频。传统温度设定值控制方式假设空调的温度设定值连续可调,而忽略了空调的最小温度调节步长（MSoTA）。针对绝大多数空调MSoTA为1℃,提出一种基于温度设定值调节概率（TSPAP）的空调负荷控制策略,使得空调负荷集群的聚合功率连续可调,以更好地参与电力系统调频。所提出的方法采用双层广播控制的框架,将空调负荷划分为6种独立的状态,并根据不同的状态将功率调节需求调制成TSPAP。TSPAP作为全局控制信号下发给各个分散控制器,并被解调为±1℃的温度设定值调节信号,下发给各个空调。仿真结果表明,该方法能够在单个空调MSoTA为1℃的情况下,实现对大量空调负荷聚合功率的连续调节,从而在一次调频和二次调频中获得更好的效果。     

基于模型层级分析的质子交换膜电解槽建模研究进展

质子交换膜电解槽(proton exchange membrane electrolyzer, PEMEC)具有电流密度大、能量转化率高、工作寿命长和绿色环保等优势,建模研究是对其组件材料特性分析、结构设计验证以及控制策略优化的重要手段。PEMEC模型特征繁多、建模方法多样,在分析PEMEC运行机制的基础上,采用“组件–单体–阵列–系统”的模型层级特征,并从建模方法、模型维度等方面对突出特性的PEMEC模型展开综述,分析了机理建模、半经验建模、经验建模、数据驱动建模4种方法的优缺点及模型的适用性。基于此,提出PEMEC模型构建重点研究方向并对其未来的发展趋势进行展望。研究内容可为PEMEC模型材料更迭、结构开发、特性分析等相关建模研究提供参考价值和指导借鉴。     

基于网络结构约简的配电网多日负荷曲线聚类方法

新型电力系统背景下,配电网末梢负荷波动态势复杂,负荷曲线聚类是简化负荷波动特性分析的有效手段。针对配电网末梢负荷,主流的单日负荷曲线聚类忽略了日间波动的差异性,而采用多日负荷曲线难以达到理想的聚类效果。鉴于此,提出一种基于网络结构约简理念的多日负荷曲线聚类新思路。首先,通过水平可视图方法生成聚类用户的负荷时间序列多层伴生网络;其次,针对所建立多层伴生网络的结构冗余性进行评估并对相似层进行聚合;最后从趋势效果、波动态势和社会属性3个方面对多日负荷曲线聚类结果进行可解释性分析。算例实验表明,相比于主流聚类方法,该方法能够高效处理多日配电网末梢负荷曲线聚类问题,且具有聚类过程免调参、聚类结果可解释性强等优势。