基于纳什议价方法的虚拟电厂分布式多运营主体电能交易机制

伴随着电力市场售电侧的日益开放化,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)内不同利益体可通过电能交易提高经济效益.首先,文章针对包含分布式电源的运营商(distributed generation operator,DGO)、云储能运营商(cloud energy storage operator,C...     

基于主从博弈的配电网源网协调扩展规划

由社会资本投资的大量分布式电源(Distribution Generation, DG)接入配电网势必对配电网稳定与经济运行带来诸多挑战。为了对DG进行合理规划,以我国电力改革的实际情况为背景,从配电公司(Distribution System Company,DISCO)和分布式电源运营商(Distributed Generation Owners,DGOs)的利益角度出发,构建基于主从博弈的DISCO配电网扩展规划的双层优化模型。上层决策以DISCO的成本最小化为目标,综合考虑各年配电网运行约束和DG渗透率约束;而下层决策则由多个DGO的子优化问题组成,以各DGO的收益最大作为优化目标,计及各年并网容量约束。然后,采用粒子群算法求解该双层优化模型,得到以年为单位的最有配电网扩展规划方案。最后,基于IEEE-33节点系统进行仿真实验,验证了所提模型的有效性与先进性。     

计及分布电源消纳的混合储能系统优化配置

针对高比例以风光为代表的分布式电源(distributed generation, DG)接入主动配电网中，存在弃风弃光、电压越限和功率波动等问题。为实现DG消纳最高、净负荷功率波动最小，提出一种基于小波包分解与混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)运行约束相结合的功率分配策略，建立HESS多目标规划模型。首先，对净负荷功率进行小波包分解，得到各储能初始功率指令；其次，结合全钒液流电池、超级电容运行约束和考虑DG消纳最大运行策略，对HESS内部功率进行修正。在此基础上，建立以综合成本最小、DG消纳最大、净负荷功率波动最小以及电压偏差最小的全钒液流电池-超级电容HESS功率分配和容量配置模型；并采用改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)对多目标模型求解；最后，通过对改进IEEE-33节点系统进行仿真计算。仿真结果表明，该策略下HESS配置方案，可以有效提高DG消纳同时平抑净负荷功率波动，提高主动配电网运行稳定性。     

主动配电网双层实时优化博弈研究

随着分布式电源(DG)的广泛接入及配电侧市场改革的不断深化,DG运营商成为配电网中新增的利益主体,研究DG运营商作为独立主体参与下的配电侧市场交易和竞价机制具有重要意义。文中构建了一个考虑DG运营商和配电公司不同利益主体需求的双层交易模型。该模型的上层为配电网购电策略的制定,下层为DG运营商根据配电公司购买电价所做出的出售功率响应。上层以电网的安全经济运行为目标,决策变量是从上级主网购买的电量,向分布式电源制定电价和负荷中断量;下层以DG运营商的经济收益最大化为目标,决策变量为DG运营商的最优出力。考虑到双层模型的耦合性,文中利用原始-对偶算法将双层优化模型转化为单层模型,并将非线性潮流约束进行二阶锥转化。算例分析表明所述模型可以反映主动配电网与DG运营商的利益博弈关系,并有效指导双方交易电价的确定。     

基于负荷场景多层聚类的储能精细化规划研究

为解决目前储能规划中场景划分不够精确及模型适用范围有限的问题,提出了基于负荷场景多层聚类的储能精细化规划方法。首先,提出了基于关联分析与聚类的负荷时空耦合特性分析方法及考虑负荷时空特性的负荷场景多层聚类方法。其次,面向典型负荷场景,构建了综合考虑碳排放、全周期成本、弃风弃光惩罚及储能和分布式电源协同的储能精细化规划模型。最后,选取某地实际配电网开展算例分析,得到了不同负荷场景下储能与分布式电源的最优协同配置方案,验证了所提模型与方法的可行性与有效性。     

基于小生境多目标粒子群优化算法的配电网混合储能配置研究

随着风光接入比例不断增加,配电网中弃风、弃光和弃负荷的现象时有发生,储能系统对维持能量平衡和提高配网供电质量起到关键作用,并可有效平抑功率波动、降低弃风弃光率以及提高电能质量.本文综合考虑分布式电源、储能装置及配网安全运行约束条件,建立以储能成本、网损率以及电压稳定性作为优化指标的配网储能优化配置模型,并以IEEE33节点配网为算例,运用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,验证了模型及算法的有效性.     

有源配电网分布式电源与智能软开关三层协调规划模型

当前配电系统调节能力的欠缺严重限制了高比例可再生分布式电源(DG)的广泛并网。在以智能软开关(SOP)为代表的电力电子装置接入系统的趋势下,考虑系统规划与运行优化相结合,协调DG运营商与配电公司的利益需求,提出一种有源配电网DG与SOP三层协调规划模型。上层以DG运营商单位容量收益最大化为目标进行DG规划,中层以配电公司年综合成本最小化为目标进行SOP规划,下层以场景内运行成本最小化为目标优化系统运行状态,决策DG消纳量返回上层与中层模型。采用场景分析法解决DG与负荷的随机性问题,基于并行遗传算法和锥规划的混合算法求解模型。最后以IEEE 33节点系统为例,与仅规划DG,DG和SOP先后规划的情况对比,结果表明兼顾系统运行优化的DG与SOP协调规划有利于满足不同主体的利益需求,提高规划方案可行性。     

含高比例风光接入的输电网氢-电混合储能系统配置方法

目前高比例风光接入的输电网存在弃风弃光率普遍较高的问题,配置储能设备作为一种具有潜在效用的手段在当前的研究中备受青睐。针对输电网储能配置问题,为达到综合成本减小和弃风弃光率降低的目的,提出了一种基于双层规划模型的输电网氢-电混合储能系统配置方法。首先,对氢-电混合储能系统的特性进行建模,在此基础上建立输电网氢-电混合储能系统功率与容量配置双层规划模型。上层模型以配置储能后年综合成本最小为目标;下层模型以弃风弃光率最小为目标。其后基于蓄电池和氢储能的不同特性,提出一种氢-电混合储能系统配合策略。最后,针对该模型非线性多目标的特点,采用双层迭代粒子群算法与潮流计算相结合进行模型求解。在算例仿真部分,以某含有高比例风光接入地区输电网为例,进行氢-电混合储能系统容量和选址的优化配置,验证了所建模型和所提求解算法的可行性和有效性。提高了风电光伏出力在时序上的转移能力,减少了高碳化石能源的消耗量,降低了弃风弃光率。     

含高比例风光接入的输电网氢-电混合储能系统配置方法

目前高比例风光接入的输电网存在弃风弃光率普遍较高的问题,配置储能设备作为一种具有潜在效用的手段在当前的研究中备受青睐。针对输电网储能配置问题,为达到综合成本减小和弃风弃光率降低的目的,提出了一种基于双层规划模型的输电网氢-电混合储能系统配置方法。首先,对氢-电混合储能系统的特性进行建模,在此基础上建立输电网氢-电混合储能系统功率与容量配置双层规划模型。上层模型以配置储能后年综合成本最小为目标;下层模型以弃风弃光率最小为目标。其后基于蓄电池和氢储能的不同特性,提出一种氢-电混合储能系统配合策略。最后,针对该模型非线性多目标的特点,采用双层迭代粒子群算法与潮流计算相结合进行模型求解。在算例仿真部分,以某含有高比例风光接入地区输电网为例,进行氢-电混合储能系统容量和选址的优化配置,验证了所建模型和所提求解算法的可行性和有效性。提高了风电光伏出力在时序上的转移能力,减少了高碳化石能源的消耗量,降低了弃风弃光率。     

考虑风-光-荷时空相关性的分布式电源和广义储能联合规划

在分布式电源(DG)和广义储能(GES)联合规划中,针对运行与规划如何紧密耦合、在获取大量分散资源行为规律的基础上如何预测其在规划周期内的关联特性的难题,提出了多能互补发电系统中DG与GES的双层优化规划方法.上层以新能源历史出力为输入,建立了考虑综合成本、DG承载能力和系统综合运行风险的上层规划模型,决策得到DG和GES的安装方案;下层考虑运行成本以平衡各储能系统的充放电功率,决策得到GES的调度策略.提出了可描述多维风-光-荷时空相关性的MD-K2贝叶斯网络模型,用于实现多元数据驱动下DG和GES的协同优化.算例测试结果验证了所提模型和方法的合理性以及有效性.     

市场背景下考虑不确定性价值和全市场要素博弈的 电力系统规划方法

电力市场化改革的深化为电力系统规划领域引入了新的问题。为应对这一变化,提出了一种市场背景下考虑规划不确定性价值和全市场要素博弈的电力系统规划方法。首先,在分析电力市场各参与者的整体利益诉求的基础上引入特殊主体独立系统运营商(Independent System Operator, ISO),并从市场运营角度构建输电公司规划模型。然后,在RO(Real Option)理论的基础上,以发电机组选址定容、输电线路扩容和分布式电源(Distributed Generation, DG)投运为决策变量,并同时分析各市场参与者之间的博弈交互机理,构建基于RO理论的多主体博弈规划模型。基于IEEE30系统的仿真算例验证了所提方法的有效性和正确性。     

面向配电网设备利用率提升的分布式储能优化配置

随着配电网中负荷峰谷波动特性加剧以及分布式电源的渗透率加大,分布式储能势必成为配电网构建“供储销”新形态,提升存量变配电设备利用率和分布式可再生能源消纳能力是一种可行的技术方案选择。针对配电网时段性、局部性设备重过载负荷平衡需求,提出基于线路和变电设备两阶段潮流灵敏度搜索的分布式储能选址定容优化模型,以储能总投资最小为优化目标,考虑配电网潮流约束及储能运行约束,采用遗传算法优化求解分布式储能配置策略。算例分析表明,结合配电网发用电负荷分布特性、配变电能力,优化规划分布式储能,可发挥分布式储能对传统配电网投资的替代效应,提升配电网资产整体利用率。     

A distribution company energy acquisition market model with integration of distributed generation and load curtailment options

This work presents a novel day-ahead energy acquisition model for a distribution company (DisCo) in a competitive market based on Pool and financial bilateral contracts. The market structure encompasses wholesale generation companies, distributed generation (DG) units of independent producers, DG units owned by the DisCo, and load curtailment options. Thus, while satisfying its technical constraints, the DisCo purchases active and reactive power according to the offers of DG units, customers, and the wholesale market. The resulting optimal power flow model is implemented with an object-oriented approach, which is solved numerically by making use of a branch and border sequential quadratic programming algorithm. The model is validated in test systems and then applied to a real case study. Results show the general applicability of the proposed model, with potential cost savings for the DisCo. Finally, the analysis of Lagrange multipliers gives valuable information, which can be used to improve the market design and to extend the use of the model to a more general market structure such as a power exchange.     

计及模糊随机性的主动配电网分布式电源规划模型

随着分布式电源（distributed generation,DG）大规模接入,电源规划与网架结构不匹配问题开始引起人们的关注与思考。因此,文章从DG最优配置的角度出发,同时考虑网架结构优化,建立了计及模糊随机性的主动配电网DG规划模型。首先针对DG接入给配电网引入的强不确定问题,提出一种计及DG出力模糊随机性的典型日场景生成方法,提高模型的精度和准确性。然后,分别以DG供应商年收益最大和配电公司年网损费用最低为上、下层的目标函数,构建主动配电网双层DG规划模型。为促进DG的消纳,上层模型还考虑了储能的协调优化过程。最后,基于改进的IEEE-33节点系统,采用GAMS-DICOPT求解器和自适应权重离散粒子群算法对规划模型求解,验证了模型的有效性。算例结果表明,通过DG的合理配置与网架结构优化,能够实现多利益主体的共赢,并促进DG的消纳。     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

Technical and economic impacts of active management on distribution network

With the deregulation of energy market and the appeal for environment protection, more and more distributed generation (DG) is embedded in the distribution network. However the approach of connecting DG in most cases is based on a so-called “fit and forget” policy and the capacity of DG is limited rigidly by distribution network operator (DNO) to avoid the negative effects of high level penetration. Therefore active management (AM) is put forward as an effective method to network reinforcement for the connection and operation of DG. In this paper, the concept and principle of AM are introduced, and several indices are proposed to evaluate both technical and economic impacts of AM on distribution network with DG. To simplify the simulation fuzzy C-means clustering (FCM) algorithm is introduced. The test results on a sample system represent that AM will lead to decrease of power generation of DG, but it can reduce energy losses and improve voltage profile effectively. Furthermore, AM will take great economic incentives to DG developer as well as DNO with reasonable policy.     

考虑利益主体合作的分布式电源运营商电源优化配置

随着电力市场的不断开放,分布式电源运营商作为新的利益主体进入市场,在主动配电网中由大量分布式电源运营商进行电源配置将成为未来的趋势。如何在电力市场环境下良好地运营,在进行电源优化配置时保证技术经济效益是分布式电源运营商面临的重要问题。针对此问题,文章对分布式电源运营商与配电公司之间的合作关系进行了深入分析,在分布式电源运营商的综合收益中考虑主动管理成本,计及运营期间配电公司实施的主动管理策略,构建了双层电源优化配置模型。上层以分布式电源运营商为主体,以综合收益最大为目标进行电源优化配置;下层以配电公司为主体,以分布式电源切除量最小为目标进行优化运行。建立联合概率场景以计及分布式电源出力及负荷的不确定性,采用改进和声搜索算法与基于过滤集合的内点算法进行模型求解。算例分析结果表明,文章所提双层电源优化配置模型符合电力市场现状,模型中主动管理策略与主动管理费用的引入实现了分布式电源运营商与配电公司的互利共赢,为分布式电源运营商的可持续发展提供了借鉴。