浅谈智能电网下需求侧管理

需求侧管理系统作为智能电网功能的一个重要组成部分,是许多技术人员探究的一个重要内容.文章阐述了需求侧管理的内容特点和技术措施,分析了智能电网对需求侧管理的影响,从智能电网需求侧管理系统关键技术对其进行了研究.     

智能电网条件下的需求响应关键技术

目前,智能电网已成为世界电网发展的大趋势,符合社会和经济发展的必然要求。文章针对智能电网条件下的用户需求响应展开深入分析和总结,调研国内外需求响应的发展现状,从需求响应概念、激励机制、效益评估、支持平台技术、应用于风电消纳等方面对国内外学者在相关领域的研究成果进行总结,并结合典型案例深入剖析,指出当下实施需求响应存在的问题和相关对策,以期为我国智能用电和需求响应的发展提供借鉴。     

智能电网框架下的需求侧管理展望与思考

资源和环境的双重压力将全球电力工业带入了智能电网时代,使电网智能化的核心就是全面、动态地整合用户侧资源,包括负荷以及电力使用的相关信息.因此,需求侧管理是智能电网最重要的组成部分之一.分析了传统的需求侧管理关键技术及实施时遇到的问题,然后针对智能电网时代引入的技术变革会给需求侧管理带来的影响和机遇进行了展望,最后就中国面向智能电网的需求侧管理建设给出了具体的步骤和建议.     

基于多智能体的智能楼宇群能量管理分布式优化算法研究

为了提高智能楼宇群的电能利用效益,延长楼宇供电设备的使用寿命,研究了在孤岛运行模式下的智能楼宇的能量管理问题。以社会福利最大化模型为基础,建立了负荷、分布式发电机和电池储能系统的调度与成本模型;设计了分布式观测器以估计楼宇群的供需不匹配总电能,并基于交替方向乘子法设计智能楼宇群分布式优化调度策略。仿真结果表明：该算法能有效调度发电、用电设备,实现分布式全局经济最优,避免了集中式控制下的用户隐私泄露风险,减少了中央控制器的计算负担。     

基于EHO-FF算法的智能电网无功优化研究

对智能电网的实际损耗进行监测,将需求侧管理问题作为优化对象,采用象群优化-萤火虫进化(elephant herd optimization-firefly,EHO-FF)算法,解决智能电网无功优化的问题。以IEEE 30母线系统为例,在最优位置设置分布式发电(distributed generation,DG)单元来满足用户需求和限制潮流,改善电网在不同负荷下的能源利用率和电压分布。结果表明,利用EHO-FF算法将DG单元置于最优位置,极大降低了功率损耗,显著改善了电压分布,并与PSO算法和Bat算法比较,验证了其有效性。     

需求响应视角下的智能电网

全球范围的智能电网研究与建设热潮正在给中国电力行业带来新的机遇与挑战.总结了国内外开展的智能电网研究与实践,以及智能电网与需求响应(DR)协作的研究进展.从DR的视角阐述了智能电网与DR的协作,包括与DR相关的智能电网技术、智能电网与DR的协作效益.最后,结合中国电力行业的发展现状,提出了在中国协作开展智能电网与DR的建议与设想.     

智能电网计算与需求侧管理的关键技术及方法

未来的智能电网计算需要管理复杂的电力系统,应对分布式可再生能源大量接入系统的情形,而当前传统的电网计算模式无法胜任,亟需研究易升级、更灵活的计算模式。从自适应风力发电预测、数据不确定性管理、需求侧管理等方面分析和回顾了相关文献,概述相关的研究趋势及亟待解决的问题。     

智能电网研究综述

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。介绍了智能电网的发展背景、内涵和特征,并对其涉及的关键技术以及国内外的研究和应用现状进行了分析与讨论。     

智能电网下电力需求侧管理应用

研究了智能电网对电力需求侧管理(PDSM)的促进作用,建立了智能电网环境下的PDSM模型。一方面,模型中通过实时销售电价动态调整负荷需求,将发电侧统一出清的上网电价融入到实时销售电价模型中,同时为保证供电方有合理的利润,对实时电价进行了修正。另一方面,提出了紧急情况下利用智能设备削减负荷的具体操作方法,建立了智能设备控制技术模型,同时大规模接入分布式储能装置作为系统的备用容量,分析了分布式储能装置控制技术模型与智能设备控制技术模型的异同。基于MATLAB仿真技术,采用IEEE 30节点系统作为算例,仿真验证了所建PDSM模型的可行性。算例结果表明,通过实时电价的调整可将日负荷率提高2.788%,在紧急情况下利用智能设备和分布式储能装置控制技术可有效减少7.22%的高峰负荷。     

传统和智能电网中各方博弈特征和结果的比较分析

运用博弈论的方法,展现了传统电网和智能电网时期电力公司的定价行为以及消费者对电能消费的选择;比较了价格和消费量的差异及社会福利的变化。结果显示:在传统电网中,电力公司利用自己的信息优势取得垄断利润,但导致了价格水平的扭曲,资源的不充分利用和社会福利的下降。智能电网建立起来以后,先进的通信技术、测量技术和新能源接入等技术使电力公司和用电客户之间的信息共享成为可能。基于共享的网络平台,电力公司在制定价格的时候能够及时获取并考虑到用户用电特征和目标函数,从而使全社会总福利水平得到了改进。     

智能住宅小区的需求响应主从博弈模型

针对含有多个售电商的智能住宅小区,建立了售电商和用户之间的主从博弈模型。在该模型中,用户间的电力消费行为用含有个人隐私的演化博弈模型进行模拟,售电商之间的价格竞争通过非合作博弈模型进行模拟。同时证明了该博弈模型均衡解的存在性并设计算法进行求解。数值结果表明所提出的算法能够快速收敛且具有可扩展性,同时售电商和小区用户之间基于价格的需求响应行为有利于实现电力供需平衡,从而维持智能小区电力系统安全运行。     

一种基于非线性模型的家庭能量优化方法

本文提出了一个家庭需求响应计划(DR).DR计划通过安排设备的运行时间和能耗水平在家庭能源管理系统中发挥关键作用,从而节省能源成本.DR程序提出了具有挑战性的优化问题,因为它们的公式是混合整数非线性问题(MINLP),这些问题通常很难解决.为了克服这个困难,我们使用了一种改进的粒子群优化算法(PSO),它能够实现近乎最...     

智能电网与智能能源网

当前,智能电网的研发和实施出现了向相关行业延伸互动的新动向,我国将为此建立高一层次的智能能源网。在阐述智能电网理念的基础上,对国内外智能电网的研发路线、国外向相关行业延伸互动和国内筹建智能能源网的发展进行了分析讨论,提出一些智能电网和智能能源网相互整合时值得关注的几个问题。     

用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法

针对开放电力市场环境中多主体电能交易机制下系统的经济调度问题,提出了一种基于合作博弈理论的用户侧分布式储能鲁棒博弈优化调度方法.该方法旨在协调配电网与用户之间的能量交互,通过寻找博弈模型的均衡点来制定最优的用户侧储能调度策略,提高系统的新能源消纳水平和经济效益.其次,为减少系统中源荷功率不确定性对实际调度运行过程中系统...     

Real-time Energy Control Approach for Smart Home Energy Management System

Abstract

This article investigates a real-time energy control approach for a home energy management system, including the electric water heater, air conditioner, clothes dryer, electric vehicle, photovoltaic cell, critical loads, and battery system. A demand response mechanism is proposed to enable households to participate in demand response services. Half-hour-ahead rolling optimization and a real-time control strategy are combined to achieve household economic benefits and ability to deal with complex operating environments. A fuzzy logic controller is utilized to determine battery charging/ discharging power; proper rules are proposed to ensure benefits from operating the battery under the real-time electricity price. The simulation test results indicate that the proposed control approach can optimize the schedule for home appliances and battery charging/ discharging behavior, even if the forecasted information is not accurate. A physical test platform has also been established and tested in the lab to support the operation of the whole system.     

基于Stackelberg博弈模型的综合能源系统均衡交互策略

提出了一个基于多主多从Stackelberg博弈的能源交易模型,通过分析综合能源系统中多个分布式能源站和用户之间的多种能源的交互方式,求解它们之间的均衡交互策略。在博弈模型中,分布式能源站作为领导者负责购入天然气来生产用户所需的电能和热能,通过竞争决定能源价格,并且根据用户需求优化生产方式,从而最大化各自的收益。能源用户作为跟随者,以最大化消费者剩余为目标,根据能源价格决定电需求和热需求。通过分析博弈的性质,证明了该博弈模型存在唯一的均衡解,并推导出了该均衡解的闭式表达式。同时,提出了一个分布式算法,仅使用有限的信息求解出能源交易双方的均衡解。经算例验证,所提的博弈方法和分布式算法可有效地求解出分布式能源站和用户的均衡交互策略。     

考虑模糊分时能源价格需求响应的综合能源分布式优化调度方法

为充分挖掘综合能源系统的可调度潜力,提出了一种考虑模糊分时能源价格需求响应的综合能源分布式优化调度方法。首先,为增强价格信号对需求响应的激励效应,在分时价格的基础上结合模糊数学理论提出了模糊分时能源价格,进而建立了价格型综合需求响应模型;其次,综合考虑电–热–气系统的耦合约束以及天然气网络的管道动态特性,构建了综合能源系统的日前调度模型;最后,针对电–热–气系统的复杂性以及信息的不透明特性,提出了基于正则化交替方向乘子法的调度方法,将优化调度模型分解为电–热–气3个子问题,通过多个协调变量进行信息传递,并在迭代求解各子问题的同时通过添加含协调变量的正则项以加快收敛速度。结合具体算例验证了所提模型和方法的有效性。     

基于智能电网的电力用户管理对电能损耗的改善

在建设智能电网的前提下,讨论了电力用户管理在无功功率管理、谐波治理、变压器经济运行、电力计量技术以及合理的运行方式等方面降低电力网电能损耗的方法;指出智能电网的推广对于降低技术线损和管理线损都有积极的作用。