减碳中多阶段的煤电机组退役与新能源、储能规划协同

规划现役煤电机组的有序退役是电力系统低碳化转型中的关键问题:煤电机组退役会造成发电量缺额和系统灵活性不足的问题,尤其是在新能源占比逐渐增大的条件下,而储能是平衡电力供需、提升供电灵活性的有效技术途径.故应将电力系统规划与未来较长时间内煤电机组逐步退役一同考虑.为此,采用多阶段模型,在电力系统减碳背景下将煤电机组退役协同...     

基于一致性算法的“源-网-荷-储”协同优化方法

可再生能源和储能的大规模应用,使得电力系统逐步转变为"源-网-荷-储"多元复杂结构。为了充分利用弹性负荷的响应特性和储能的灵活性,基于多代理的电力系统"源-网-荷-储"协同优化变得日益重要。该文建立了"源-网-荷-储"的协同优化模型,并考虑了网络中的传输损耗。通过一致性算法的运用,协同优化模型得以高效求解。算例结果表明,协同优化模型可以促进可再生能源的消纳吸收,指导负荷积极响应电网调度;所采用的一致性算法在保证与粒子群算法具有相同求解精度的前提下,收敛速度更快。     

基于集群划分的网-源-储多目标两步规划

针对高渗透率分布式电源(DG)集群接入配电网下的网-源-储规划问题,提高系统供电可靠性指标,将网-源-储规划问题分解成2个步骤进行。第1步考虑集群孤岛运行概率的DG集群网-源协同多目标规划;基于第1步规划得到的集群孤岛运行概率,进行第2步储能规划来保证各集群内接入的DG能够满足集群的孤岛运行。由于需要考虑集群孤岛运行以及网络连接不确定因素,对网-源协同规划模型中的可靠性指标的逆流计算与顺流计算方法进行改进;并针对网源协同规划模型的多目标问题,引入增广ε-约束法对多目标规划模型进行求解,该方法能给决策者提供更为全面的解集。以中国某地实际高渗透率DG配电网络为例,验证所提出的基于集群划分的网-源-储规划方法能够提高系统供电可靠性,并有降低网损和电压波动等作用。     

面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法

在 “双碳目标”的背景下,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统.而新能源快速发展和新型用能设 备广泛接入,对传统配电网规划提出了挑战.源网荷储协同的电力平衡是新型电力系统规划的核心,新型平衡资源考虑得越多,电网越经济,但风险也越大,反之亦然,因此需要对平衡进行折中和优化.以负荷预测为基础,综合考虑源网荷储等各方面灵活资源,通过叠加电能替代负荷、常规负荷、新能源出力、用户侧主动削峰填谷、电网侧调峰、 基于激励的需求响应、政府主导有序用电等,得到总负荷曲线、净负荷曲线、自然削峰后曲线、电网侧调峰曲线、平衡曲线与电力需求,创新性地提出了一种面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法和流程,助力新型电力系统 建设.     

基于混合粒子群算法的源-荷-储协调优化调度

为了提高新型电力系统中对风电和光伏的消纳能力,降低电力系统运行成本,将火电机组、光伏、风电、需求响应负荷和储能系统作为调度资源建立了基于源-荷-储协调的优化调度模型。以火电机组运行成本、弃风弃光成本和需求响应负荷调度成本最小为目标,提出了一种两阶段优化方法。第一阶段优化采用离散二进制粒子群优化算法,使火电机组启动成本和弃风弃光成本之和最小。在第一阶段优化结果的基础上,第二阶段的优化采用双层连续粒子群优化算法使基于电价的需求响应负荷调度成本和燃料成本之和最小。算例结果验证了该优化调度模型的可行性和有效性。     

新型电力系统下5G+云边端协同的源网荷储架构及关键技术初探

低碳高效的新型电力系统建设给源网荷储各环节带来了全新的挑战。面向新形势下的电力系统运行需求，提出一种5G+云边端协同的源网荷储协同运行架构并阐述了其关键技术。首先，通过对新型电力系统中源、网、荷、储各环节技术特征进行分析，明确其关键变革及特性；进而，提出了5G+云边端协同的技术概念，将原有的信息化技术有机结合，探索构建纵向贯通、横向互联的技术支撑平台，并将其应用于新型电力系统的源网荷储协同运行过程中，将源网荷之间以电网为枢纽横向串联的链式关系扩展为横向交叉连接、纵向各领域云-管-边-端拓展的多维网状关系，克服传统源网荷技术局限性；最后，对所述架构下的关键技术进行分析，明确新型电力系统下5G+云边端协同的源网荷储技术发展需求，为后续的技术推进提供可借鉴方向。     

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因，且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发，利用弃风事件之间的耦合关系，配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题，提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先，分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后，分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次，构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型，并给出了模型求解流程。最后，通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真，分析验证了所提方法的有效性与可行性。     

基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法

受重复放电影响,电力系统各区域的调频控制偏差与电压基频波动较大,为此提出基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法.采用多维小波分解方法分解电网系统各发电机组的调频信号频谱,降低重复放电对各区域的影响.根据分解结果结合电力系统电路构成获得微分方程,并对微分方程进行推算与Park变换.在此基础上,提出电力系统协同控制模型的构建目标,考虑源网荷储优化拓展元素构建电力系统协同控制模型.模型主要以源网荷储优化思想作为框架,对源网荷储电力系统协同优化元素进行拓展,实现多源横向互补与源网荷储纵向协调.结果 表明,源网荷储优化力度在30％～60％时,电压基频越来越稳定,并且调频控制偏差较小,说明所提方法实现了性能突破.     

面向高比例新能源接入的源-荷-储灵活性资源协调规划

随着新能源占比不断提升,灵活性已成为衡量电力系统运行的重要指标之一,灵活性资源的合理规划对于高比例新能源接入的新型电力系统可靠运行至关重要。在电力系统规划中,如何准确刻画网络约束下的系统灵活性,并将其纳入优化模型中仍是亟待解决的问题。提出源-荷-储灵活性资源协调规划模型。首先,从节点和系统层面分别量化灵活性需求和考虑网络约束的灵活性供给潜力,并构建反映系统灵活性不足的评价指标。然后,进一步提出各类灵活性约束,并纳入到源-荷-储协调规划模型中,从整体的角度对多类灵活性资源统筹规划。最后,在改进的IEEE39节点系统上进行算例验证,测试结果表明,提出的源-荷-储灵活性资源协调规划模型可以有效地满足系统灵活性需求,并提升新能源消纳。     

基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度

在可再生能源大规模接入电力系统的背景下,为了利用不同能源互补特性解决电力系统弃风、弃光的问题,建立风电、光伏发电、凝汽式火电机组、热电机组、燃气轮机、联合循环燃气轮机、梯级水电和抽水储能机组的模型,在此基础上,考虑风电和光伏发电出力的不确定和水、热、电能量平衡,建立基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度模型。为了提高模型求解效率,利用基于采样的机会约束条件确定性转化方法将机会约束条件转化为混合整数约束条件。算例验证了所提模型的有效性。将所提调度模型与现行火电机组“以热定电”、梯级水电“以水定电”的模式进行对比,结果表明所提协调调度模型能够利用不同机组之间的互补特性提高电力系统运行的灵活性,从而提高可再生能源的消纳能力,降低系统运行成本。     

基于机组出力特征解析的风光储联合规划

合理配置风光储容量是实现新能源高效利用与负荷稳定运行的基础。针对“双碳”目标下 要构建以新能源为主体的新型电力系统的目标,提出了一种基于机组出力特征解析的风光储联合规划方法。首先,通过分析电力系统源-荷长时间尺度运行特性,揭示源-荷的一般运行规律,建立了机组时序出力比模型,解析机组出力特征;其次,进一步构建了基于机组出力特征解析的风光储联合规划模型,科学配置高比例新能源接入电力系统背景下的风光储容量;再次,设计了针对规划结果优劣性的源-储容量配比综合评价体系,从电力平衡、新能源消纳、碳减排3个方面对规划结果进行了综合评价;最后,以某大区电网为例进行了仿真。结果表明,所建模型能够基于对机组出力特征的解析配置出合理的风光储容量。     

考虑退役电池柔性负荷的电力系统风险调度

电动汽车退役动力电池再利用,可以作为一种新型柔性负荷参与系统运行。基于实验数据,研究退役动力电池组运行和出力特性,在考虑退役电池及风机的故障风险以及退役电池组不一致性风险的前提下,建立了考虑退役电池柔性负荷的电力系统风险调度模型。模型中利用退役电池组参与系统负荷的调整,响应电源的随机波动,降低负荷侧峰谷差及火电机组出力的波动性,减少能源浪费。最后,以十机组系统为例,验证了该调度模型的有效性和应用价值。     

考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法

可再生能源飞速发展对电力系统灵活性提出了较高要求。辅助服务收益有利于灵活性资源配置以及提高其参与调峰积极性。从火电机组深度调峰阶梯式补偿与储能峰谷套利两方面分析入手,提出了考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法。首先,分析了灵活性资源调峰机理,其次构建了灵活性资源调峰的系统收益指标和成本指标;然后,建立兼顾系统综合收益和弃风率的多目标源–储规划模型,并给出了模型的求解思路和求解步骤,最后,通过中国东北某风电基地外送输电工程系统的仿真,得到了兼顾系统经济性和风电接纳能力的源–储规划方案;同时在此基础上探究了动态分时电价机制对利用储能与火电机组灵活性改造提升系统调峰能力的影响。     

考虑电-气耦合系统连锁故障的多阶段信息物理协同攻击策略

针对电-气耦合系统在恶意攻击下的风险分析,提出了一种计及电-气耦合系统连锁故障的信息物理多阶段协同攻击策略。为了诱导调度人员做出错误调度决策和降低电网的安全裕度,提出了一种以最大化线路过载程度为目标的改进负荷重分配(LR)攻击模型。综合考虑天然气系统与电力系统的调度时间尺度差异,构建一种新型的电-气耦合系统多阶段协同攻击策略：初始阶段通过攻击气网侧气源或管道以影响电-气耦合节点的天然气机组状态,然后针对电力系统交替采用改进LR攻击和物理攻击,最终导致大规模连锁停运。基于Q-Learning提出了最优策略求解算法,以比利时20节点天然气系统和IEEE 30节点系统为算例,验证了所提信息物理协同攻击模型的正确性和有效性。     

基于模糊与一致性复合智能算法的"源-网-荷-储"协同控制策略研究

针对可再生能源与储能系统大规模并网使得电力系统成为"源-网-荷-储"多因素的复杂结构,提出采用基于模糊与一致性复合智能算法的"源-网-荷-储"协同控制策略来提升各因素间协同作用.分析"源-网-荷-储"各因素的互动特性与现有电能供应特点,构建协同最优化模型,利用模糊策略改进粒子群算法结合一致性算法的复合智能算法对最优化模型求解.仿真结果表明,利用复合智能算法对系统协同控制,能够显著增大可再生能源的消纳率,还能指导负荷积极响应电网调度.此外,复合智能算法相比单一智能算法在计算精度和运算效率上有大大提升.     

新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望

能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。     

双碳目标下的新型电力系统规划新问题及关键技术

新型电力系统规划是引领电力系统低碳发展及转型的重要前提。首先阐述了新型电力系统的技术特征,指出低碳电力规划所面临的源-荷不确定性加剧、低碳电力市场化发展、碳水平评估、运行模拟、多主体协同规划若干新问题,提出新型电力系统规划的基础模型及技术框架,最后结合新型电力系统技术特征及框架对相关关键技术研究成果进行综述,并给出新型电力系统规划的重点研究方向,以期为低碳发展目标下的电网规划决策研究提供参考。     

人工智能赋能源网荷储协同互动的应用及展望

构建新型电力系统是能源电力行业推动国家碳达峰、碳中和战略目标的关键举措。新型电力系统的主要特征之一是源网荷储高效协同,人工智能是实现源网荷储高效协同的重要赋能技术。该文对人工智能赋能源网荷储协同的应用需求与理论进行深入分析,并对源网荷储协同关键环节涉及的人工智能技术的应用现状、技术瓶颈及发展趋势,进行分析、总结和展望。提出以数字孪生为主要支撑框架的源网荷储协同应用体系,深入总结了功能要素、协同策略及人工智能赋能作用,并展望了人工智能赋能源网荷储协同的应用前景。期望该文对我国新型电力系统构建过程中人工智能的深度融合应用提供参考及启示。     

考虑碳排放流的电-气互联系统源荷互动低碳经济调度

为应对电力系统存在的弃风、碳排放较高等问题,基于碳排放流理论提出了一种电-气互联系统源荷互动低碳经济调度模型。基于电力系统碳排放流计算方法,推导得到考虑气网动态特性的天然气系统碳排放流计算方法;构建以储液罐装置为主的储碳系统(CSS),CSS与火电机组(TU)、风电机组(WT)、电转气(P2G)设备组成TU-CSS-P2G-WT的联合运行方式;源侧以系统日运行总成本最小计算得到能源网络的碳势时空分布,荷侧根据源侧的碳势信号,基于低碳响应机制建立激励型低碳需求响应模型,合理调整用能行为最小化用户购能总成本;建立源荷互动两阶段低碳经济调度模型,并利用GUROBI进行求解。通过改进由IEEE 39节点和比利时20节点构成的电-气互联系统进行算例分析,验证了所提模型的低碳经济性和灵活性。     

新型电力系统的六要素分析

面向碳中和目标,能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已成为全球发展趋势及我国能源科技创新的关键抓手。该文从国家宏观战略层面探讨了能源革命对建设新型电力系统的要求,阐述了新型电力系统的变革历程,从化石能源为主导的传统电力系统,到高比例新能源和高比例电力电子为主要特征的“双高”电力系统,再到新能源为主体的新型电力系统,分析了演化过程中不同阶段电力系统的关键要素。在此基础上,总结凝练了新型电力系统的六大关键要素“源网荷储碳数”,阐述了六要素之间的耦合关系。最后,聚焦“碳”与“数”2个新兴的关键要素,分别从低碳化与数字化2个视角对建设新型电力系统的关键技术进行了探析与展望。