含源荷相似度和曲线波动度约束的源荷储协调优化模型

电力系统源网荷储协调运行必将改变原始源荷曲线,为了定量刻画协调运行的效果,针对源荷曲线的数据分布特性与形态波动特征,提出一种新能源–负荷相似度指标和曲线波动度指标。改进时间序列相似性度量方法,求取负荷曲线与新能源出力曲线的数值、形态相似性距离,作为新能源–负荷相似度指标;计算曲线各相邻时段平均波动程度,作为曲线波动度指标。应用指标建立了含相似度与波动度指标约束的源荷协调两阶段优化模型。第一阶段,以上述两指标为约束,以传统机组运行成本最小、新能源与负荷的总调节量最小、新能源消纳量最大为目标,得到期望的总负荷曲线和新能源出力曲线;第二阶段,基于变分模态分解将原始曲线与期望曲线差值序列分解为低频序列与高频序列,作为能量型、功率型电池的充放电功率约束;以云储能与需求响应总调节成本最低为目标,将原始曲线调整为期望曲线。算例表明,所提指标和模型能有效减少弃风弃光、降低系统运行成本、改善各功率曲线性状,可为储能调度、需求侧管理以及源网荷储协调优化提供有效的理论支撑。     

新型配电系统分布式源网荷储资源广域电压自趋优管控方法

不同于单纯电能分配的传统配电网,新型配电系统逐步展现出源-网-荷-储等众多资源的强耦合强关联复杂大系统形态,其各类资源呈现出“点多、面广、量少”的广域分布特征。挖掘可再生能源发电、分布式储能及柔性负荷等分布式资源的广域电压调控潜力对构建源网荷储高度融合的新型配电系统具有重要意义。文中提出了一种基于数据驱动的新型配电系统分布式源网荷储资源广域电压自趋优管控方法,通过可再生能源发电、储能及柔性负荷等分布式资源的综合协同控制,在保证储能后备容量和降低网损的同时能够提高配电网广域电压质量。最后,以某城市配电网为例验证了所提方法的有效性和先进性,比传统调压方法更加契合新型配电系统的电压调控需求。     

基于源-荷-储互动的储能对风电消纳能力影响分析

源-荷-储互动是高比例可再生能源电力系统应对灵活性不足的重要技术手段,定量分析储能对源-荷-储互动提升系统调节能力的影响有利于实现储能资源精益化配置。基于含储能和柔性负荷系统的经济调度优化模型,计及风电出力随机变化特性,采用对偶理论生成排除不可行点的割平面约束,计算储、荷调节区间与消纳风电波动范围三维域区间,量化分析配置储能资源对提升系统风电消纳能力的影响。针对IEEE 30节点算例系统,通过三维域区间直观刻画协同多类型灵活性资源调节能力的系统消纳的风电波动区间。算例表明,采用所提模型仿真储能与风电、柔性负荷间的空间分布以及容量配比关系对系统源-荷-储互动应对风电出力随机变化能力的影响,有利于提升储能配置规划经济性。     

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.     

基于新能源-负荷相似性的源荷储协调调峰优化调度

合理利用可调节负荷的响应特性来实现源荷储的协调调度,可有效缓解新能源、负荷的不确定性所带来的调峰压力。基于新能源-负荷（NER-L）相似性,建立可调节负荷响应目标。基于相关系数,建立能准确刻画负荷对新能源出力跟踪匹配程度的NER-L相似性指标,并将指标引入所建源荷储协调调峰的双阶段优化调度模型。第一阶段模型以NER-L相关系数最大为目标,确定可调节负荷在各时段的响应功率并获得最优电网负荷;第二阶段模型以弃风弃光量最小、调峰运行成本最低为目标,优化火电机组及储能出力。以IEEE 30节点系统为例,对NER-L相似性、净负荷峰谷差、系统调峰运行经济性及新能源弃电功率进行计算分析,结果验证了所提模型的有效性。     

双碳目标下储能系统关键技术及应用

正碳达峰、碳中和战略背景下,以新能源为主体的新型电力系统发展迅猛,储能系统对高比例新能源可靠并网及高效消纳的作用显著。面对新能源发电及用户用电的源荷波动性,储能系统因可孤岛运行、调节速率快、配置方式灵活等优点,助力电网调峰、调频、调压能力提升,保障电力系统安全稳定运行。此外,在新的市场及相关激励机制下,充分发挥储能系统峰谷价差套利等优势,可实现负荷削峰填谷,降低用电成本。储能系统与新能源发电、电力系统、需求侧响应的协调配合是实现双碳目标的必由之路,而与之相关的储能系统性能优化、参与电网调控、运行特性评估、工程应用等难题亟待解决。     

面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置

随着高比例新能源电力系统的发展,源网荷不同场景下对储能的需求与日俱增。该文提出一种面向多场景调节需求的集中式共享储能鲁棒优化配置模型。首先,设计了兼顾协调电源侧出力计划和参与电网侧调频的共享储能运营模式,给出了共享储能在不同场景调节需求下的运行策略;然后,考虑源网储的联合出力约束与动态频率约束,同时对发电与用电不确定性采用精确概率分布的鲁棒理论进行分析,建立了考虑随机变量极端偏差情况下的集中式共享储能鲁棒优化配置模型;最后,以修改后的IEEE 39节点对所构建模型进行仿真分析,讨论了影响容量配置模型经济性与鲁棒性的关键因素,验证了该文所提优化共享储能配置模型的有效性。     

新能源发电设备助力“双碳”途径与措施研究

<正>为满足以新能源为主体的新型电力系统的发展要求，以新能源装备的技术创新带动装备制造行业产业升级为出发点，重点解决以下两方面问题：一方面，面向融入大电网，挖掘新能源发电的主动支撑能力，保证电力系统安全稳定运行，同时借助储能、需求响应等外部调节手段平抑供需波动；另一方面，面向构建独立自主的微能源系统，以“去中心化”为发展目标，加强源网荷储协同发展，推进新能源电站与电网协调同步，充分发挥储能系统双向调节作用。     

支撑负荷侧资源柔性调控的新型电力负荷管理系统研究

随着新能源发电占比越来越高,源、荷两侧的随机性使电网供需平衡压力持续增大、成本持续上升,依托新型电力负荷管理系统挖掘、利用需求侧灵活调节资源显得十分重要,可有效推进电网调节模式从“源随荷动”向“源网荷储互动”转变。分析了新型电力负荷管理系统建设的重要意义、建设目标、主要内容;提出了负荷侧资源柔性调控的方式,对应站-线-变做到分层分区分组;阐释了智慧能源单元的硬件要求、软件架构和多功能负荷管理开关的研究现状;最后,结合实际应用场景及适应性,提出新型电力负荷管理系统的专业能力建设要求、支持政策需求、软硬件研究方向,为负荷侧资源柔性调控参与电网友好互动提供参考。     

兼容需求侧资源的 “源-网 -荷-储 ”协调优化调度模型

提出通过提高需求侧和供应侧资源的协调可控性来应对当前电力系统双侧随机问题的新思路,在此基础上设计需求侧响应模型、储能设备充放电模型、风电及光伏发电出力预测模型,并构建以系统成本及污染排放最小化为目标函数的"源-网-荷-储"优化调度模型及相应的多目标粒子群优化算法。通过算例分析比较有无需求侧资源情况下的系统成本和污染排放,验证了所提模型和算法的科学性与合理性,以及需求侧资源在提高系统稳定性、节能减排方面的重要作用。     

含CAES和多类型柔性负荷的电力系统多时间尺度电能-备用联合优化调度

为了应对大规模风电接入,压缩空气储能(CAES)技术和柔性负荷主动响应技术在近年来发展迅速。以含CAES电站、可转移负荷、可中断负荷、可直接负荷控制(DLC)负荷、风电场、常规机组的电力系统为研究对象,综合考虑CAES电站和多类型柔性负荷在日前、日内、实时时间尺度下的调度特性及其在备用与调频方面的应用潜能,建立考虑源-荷-储协调互动的电力系统多时间尺度电能-备用联合调度模型。该模型以最小化电网运营商的总支出成本为优化目标,能够同时制定系统的发电计划、旋转备用购置与调用计划和自动发电控制(AGC)参与因子配置计划。基于修改版PJM-5Bus系统的仿真结果验证了所建调度模型的有效性。     

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。     

基于UPFC/BESS的大电网新能源系统功率波动柔性跟踪控制研究

随着新能源发电技术的快速发展,对大电网新能源系统灵活交流输电技术提出了新的要求。为了解决大电网新能源发电波动性、间歇性及负荷突变等引起的功率波动和电网稳定问题,提出了一种新型基于蓄电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置。建立了含风电、光伏发电和UPFC/BESS的大电网新能源系统数学模型,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAM S)技术设计出UPFC/BESS关于抑制新能源电力功率波动的柔性跟踪控制方法,该方法使储能装置柔性交换系统的有功功率和无功功率,消除了有功波动对节点电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果表明,UPFC/BESS具有较强的有功调节控制能力,能够快速抑制大电网新能源接入系统的负荷与电源功率波动。     

一种适用于多电压等级直流配电网的分散式双向电压支撑控制方法

新能源发电、储能系统、直流负载接入直流配电网,可减少DC/AC转换环节,简化控制,提高系统运行效率,故近些年来直流配电网受到了广泛关注.采用电力电子装置构建多电压等级直流配电网,具有更加灵活的拓扑结构、更加多变的运行形式及更高的供电可靠性,但同时给配电网的稳定高效运行带来了诸多挑战.针对多电压等级直流配电网中子网互联的双向DC/DC变换器,基于变换器两端口电压,提出了一种分散式归一化电压平方差控制方法,结合储能变换器的功率-电压平方下垂控制,实现不同电压等级母线电压控制归一化视角下相等,为各电压等级母线提供不间断的电压支撑,并可使系统在储能切入/切出、电压等级拓展、接入中压直流配电网等多种运行模式间灵活切换.对所提控制方法的可行性与稳定性进行了分析,并基于MATLAB/Simulink对其有效性进行了仿真验证.     

促进清洁能源消纳的全网一体化发电计划模型及求解

随着特高压交直流通道和大型能源基地的快速发展,中国电网表现出明显的全网电力电量平衡一体化特征,对现有分省平衡、各级调度弱耦合的现有调度计划业务模式提出了新的挑战。为此,文中提出了一种适用于工程实践的综合考虑发电侧多元能源发电互补特性、特高压线路输电运行特性、用电侧柔性负荷响应特性的全网发—输—用发电计划一体化优化模型。建立的发电侧多元能源互补模型,可降低清洁能源并网功率的波动性,提升清洁能源消纳;建立的用电侧柔性负荷响应模型,可配合发电侧功率调整,增加消纳清洁电能消纳空间;建立的连接能源基地与负荷中心的交直流输电通道功率模型,可全局考虑送受电网发用电特性,降低电网整体运行成本。基于中国某跨区互联电网系统的实际数据,验证了所提模型的有效性。     

区域储能站参与扰动平抑的配电网多时间尺度自律策略

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出了新能源配电网利用储能站及可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略。阐述了配电网自律运行实施策略,分别从短、中及长时间尺度建立描述配电网区域自律运行指标及相关计算方法。提出短时间尺度储能站功率扰动的平抑策略及基于储能、需求侧响应和网络重构手段的中、长时间尺度配电网自律运行策略。为合理调节储能站荷电状态,提出改善荷电状态的区域储能电站修正策略。以河北省某区域配电网为算例进行仿真分析,结果证明了所提方法的有效性及合理性。     

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。     

光伏发电接入大型建筑物配电网的系统问题探讨

通过简述光伏发电系统的应用概况,研究了并网型光伏发电系统的模型,并进行了仿真分析。以大型建筑物配电网为基础,根据光伏发电系统的特性,分析了光伏电源接入大型建筑物配电网后的影响,重点介绍了光伏发电的出力仿真及预测、配电网保护、电压调整、过电压、电能质量、非正常孤岛等内容,以期为光伏电源接入大型建筑物配电网、提高大型建筑物配电网的设计质量,促进安全运行和维护。     

微电网储能系统下垂协调控制与母线电压控制策略

针对风光互补微电网内风力发电系统和光伏发电系统运行特性,提出采用蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)与超级电容储能系统(Super Capacitor Energy Storage System,SCESS)下垂协调控制策略基础上对微电网母线电压采用对应的控制策略,进而优化无功功率控制,以此进一步提高对微电网内负荷供电的稳定性。文中对微电网模式切换过程,加以控制策略理论分析,再通过PSCAD/EMTDC仿真软件,验证文中所提出控制策略的有效性及可行性。     

基于网损最小的智能配电网“源网荷”优化研究

智能配电网的典型特征是有大量分布式电源与多元负荷的接入。在新的电网发展形态下,明确了影响线损的主要因素,提出了基于"源网荷"协调优化的节能降损思路。"源网荷"优化的主要措施有:源源出力优化配置、储能设备最优接入容量与接入位置、网络重构、负荷优化。在分布式电源的最优装接容量和位置的研究成果基础上,研究了多个分布式电源接入情况下的有功出力协调优化;针对储能设备的运行特征,研究了储能设备接入电网的最优容量与位置。从网络重构角度出发,建立了网络重构的计算模型,研究了在分布式电源接入的条件下,进行网络重构的判定条件。从负荷避峰的角度,提出了计算用户可限负荷的方法和避峰的边界条件。