负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测

为更好地管理用户侧需求响应资源,减小超短期负荷预测误差,提出了一种在负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测方法。首先,分析负荷聚合商的需求响应机制,考虑用户用能习惯、自建光伏、储能行为以及电热耦合,分别对每一类需求响应资源建立优化模型,并通过模糊参数表达用户参与需求响应的不确定性,以改善优化模型;调用CPLEX求解器求解得到综合各类资源后的需求响应信号。然后,在考虑历史负荷数据的基础上引入该需求响应信号,建立迭代预测的长短期记忆网络模型。算例通过3种预测场景的对比,验证了计及需求响应信号能够有效减小预测误差,且考虑需求响应不确定性能够进一步提高预测精度。     

考虑资源相关性和不确定性的负荷需求响应决策研究

需求响应（demand response,DR）具有一定的不确定性,为了真实地反映各不确定性用户的响应情况,文章考虑了以空调为代表的不确定性用户资源之间在空间和时间上响应度的相关性。首先采用拉丁超立方采样法对响应度进行规模采样和相关性控制,得到反映响应相关性的样本。其次引入确定性资源,建立负荷聚合商（load aggregator,LA）的最优决策模型,并通过随机模拟和智能算法求解利润最高时的决策方案。最后通过算例分析了确定性资源、相关性及响应度的分布参数对决策方案和利润的影响,验证了订购确定性资源,签约负相关的不确定性用户,提高响应度的均值,降低响应度的方差均对利润有着显著的提高。     

考虑需求响应不确定性的配电网模糊可信约束规划

合理利用需求侧资源是延缓配电网规划和促进风电消纳的有效方式之一,但需求响应的不确定性会对配电网规划产生重要影响。为分析该影响,首先,针对用户参与需求响应的不确定性,引入了分时电价机制下的用户响应模糊模型,阐述了用户响应率误差的变化机理。然后,基于用户响应模糊模型,建立了考虑需求响应不确定性的配电网模糊可信约束规划模型;针对传统模糊模拟结合确定性潮流在校验可信性约束时计算效率低下的问题,提出一种内嵌增量潮流配合模糊模拟的遗传算法,降低了模型的求解难度。最后,建立了配电网潮流越限风险评估指标,用以评价需求响应不确定性对配电网安全性的影响。仿真算例表明所提模型和算法能有效提高配电网规划的安全性,降低由需求响应不确定性引起的节点电压和支路功率越限风险。     

基于负荷聚集商的多家庭能量管理系统建模

家庭能量管理系统可以合理规划家用电器的工作计划,降低家庭用户购电费用。然而单个家庭的负荷调节能力有限,难以做到最大化消纳光伏发电能量。本文提出了一种包含多个家庭用户的能量管理系统模型。通过负荷聚集商协调多个家庭用户的用电计划,从而降低用户的购电费用。在本模型的算例中,家庭用户购电费用降低的同时实现负荷聚集商的盈利,验证了本模型的可行性。通过算例中不同情境的对比,说明了本模型能够更多地消纳本地光伏发电,降低用户用电成本。     

考虑负荷聚合商调节潜力的需求响应双层优化模型

需求响应参与电力系统调节是发电侧调节的有效补充。为了充分挖掘需求侧资源调节潜力,考虑电网、配电系统运营商(distribution system operator,DSO)、负荷聚合商(load aggregator,LA)之间的互动关系及交易模式,设计了配电系统双层优化模型,明确各主体在需求响应中的作用及交易对象。上层考虑DSO内部源荷储主体及LA的协调互动,以DSO利润最大化为目标进行配电系统优化调度;下层以聚合变频空调和电动汽车的LA利润最大化为目标,基于变频空调和电动汽车实际运行特性构建其需求响应模型,充分挖掘其调节潜力并制定负荷调节策略。在模型求解方面,通过Karush-Kuhn-Tucker条件和大M法将构建的双层优化问题转化为易求解的线性规划问题。算例结果表明：所提双层优化模型可以充分挖掘LA的调节潜力,减少向主网购电量,同时提高DSO和LA的收益。     

基于负荷聚合商的需求侧响应优化模型研究

在电力市场中,由于用户参与市场的形式存在差异,需求侧的响应能力会影响电力供需场景下的价格波动。为了提升电力市场的稳定性和可靠性,考虑用户负荷调整能力,设计了需求侧资源聚合响应优化模型。首先,建立涵盖多种用户参与形式的需求侧响应架构,分析该架构下不同形式参与的用户需求响应机理,构建考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了相应的结算方法,保证该架构中需求响应机制的可持续性;然后,将电力市场中需求侧资源聚合商的收益映射至投标决策,提出需求响应在负荷削减与负荷转移2种合同模式下的投标优化模型;最后,通过算例对模型进行验证。计算结果表明,按照该投标策略,需求响应在选定的指标衡量下,改善了配电网可靠性及用户效益,验证了所提方法的合理性及有效性。     

考虑可调负荷集群响应不确定性的联合调度模型

售电侧放开是新电改的一项重点任务,分析需求响应策略的经济性和安全性会为售电市场开放后的需求响应业务实施提供支持。需求侧管理将大量的小时响应负荷建模成多个负荷集群,通过电价信号调整集群的用电量,实现用电高峰时段减小电力缺口的目的。但负荷集群对电价响应的不确定性会造成潜在风险损失,在经济调度模型中考虑这种响应不确定性以达到降低风险值得研究。首先基于蒙特卡洛法得到负荷集群的响应偏差率,然后使用风险损失(VaR)度量负荷集群响应不确定性的风险损失,最后在满足各种约束条件的基础上,对引入风险损失的优化模型进行求解。算例结果表明该联合调度模型保证调度经济性的同时,减少需求侧因负荷响应不确定带来的风险损失。     

考虑响应误差的工业可调负荷聚合响应策略

针对工业可调负荷聚合参与需求响应具有响应误差的问题,本文提出日前-日内两阶段工业可调负荷聚合响应策略。首先,运用三角模糊数描述响应的不确定性,建立考虑启停响应速度和响应时长的工业可调负荷聚合响应模型;然后,基于激励型需求响应市场,以调用成本最小为目标,提出日前-日内两阶段工业可调负荷聚合响应策略;最后,通过算例结果验证了本文策略的有效性。本文提出的策略有效减少了响应误差带来的影响,提高了工业可调负荷聚合响应的可靠性。。     

考虑多负荷聚集商参与的系统日前-日内分层优化调度策略

需求响应（demand response,DR）技术是系统削峰填谷,提高运行经济性和风电消纳的重要手段。针对风电和需求侧资源的时间特性,考虑到电网调度层和负荷聚集商（load aggregator,LA)之间主从博弈的关系,建立了多负荷聚集商参与的日前-日内分层优化调度模型。针对日前风电和价格型需求响应(price-based demand response, PDR)资源的不确定性,采用基于场景和模糊机会约束相结合的方法建立日前调度模型;针对日内多聚集商参与系统运行,采用目标级联分析(analytical target cascading,ATC)法对日内模型解耦,实现了各部分的并行求解。文章算例中通过对PDR和负荷聚集商的调度分别使系统综合运行成本降低了4.5%和6%,且各负荷聚集商收益均高于最低收益率8%,说明所提出的分层优化调度策略能在减小系统综合经济成本的同时保证各负荷聚集商的收益,且在一定程度上增强了系统的调峰能力。     

Robust dynamic network expansion planning considering load uncertainty

This paper presents a dynamic transmission expansion planning framework with considering load uncertainty based on Information-Gap Decision Theory. Dynamic transmission planning process is carried out to obtain the minimum total social cost over the planning horizon. Robustness of the decisions against under-estimated load predictions is modeled using a robustness function. Furthermore, an opportunistic model is proposed for risk-seeker decision making. The proposed IGDT-based dynamic network expansion planning is formulated as a stochastic mixed integer non-linear problem and is solved using an improved standard branch and bound technique. The performance of the proposed scheme is verified over two test cases including the 24-bus IEEE RTS system and Iran national 400-kV transmission network.     

考虑用户舒适度和经济性的负荷聚合商调度决策分析

负荷聚合商调度决策过程中,忽略底层用户舒适度或依据主观偏好确定舒适度会造成用户不配合,导致调度结果不理想。引入模糊优化解决调度决策中经济性与舒适度之间的冲突,首先基于博弈理论建立权衡用户舒适度和经济成本调度的聚合商决策模型。其次,为了加快博弈模型的求解速度,对博弈模型进行线性化转换并制定了求解算法。最后,通过算例验证了决策模型的有效性,同时对调度结果进行多角度的分析,验证了模糊优化边界条件,分析了舒适度阈值的影响以及储能的替代影响。     

考虑直接负荷控制与风电不确定性的输电网扩展规划

需求响应项目的推广以及风电并网后电源侧出力的不确定性,给电力系统的输电网规划带来了新的机遇和挑战。为利用需求响应减少建线投资,建立了考虑直接负荷控制参与N?1预想故障潮流调整的输电网规划模型。采用基于历史数据凸包顶点的极限场景法处理风电不确定性,保证所建立的输电网规划模型为易于求解的混合整数规划问题。结合实际工程参数,基于改进的IEEE24节点系统进行仿真。仿真结果体现了直接负荷控制在缓解潮流越限、减少建线成本方面的作用,说明需求响应措施在保证系统运行安全性的前提下能够提高规划经济性,通过调整凸包范围能够有效调节所提模型的经济性与鲁棒性。     

计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划

在配电网源端与荷端的不确定性变量增多、主动性增强的背景下,进行适应发展需要的网架规划具有重要的研究意义。对系统中的不确定变量和主动控制变量分类建模,对经济性、可靠性和安全性技术目标做柔性处理,提出计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划模型;提出包含问题解耦、简化潮流和逆向搜索3个步骤的求解流程;结合19节点算例系统进行验证,算例结果表明采用提出的柔性规划模型和方法求解网架扩展规划问题具有有效性和可行性。     

考虑用户调节行为多样性的空调负荷聚合商日前调度策略

空调负荷作为重要的柔性负荷资源之一,通过负荷聚合商参与电网调控,对改善夏季电网的负荷特性具有重要意义。然而聚合商通过分组控制方式无法最大化地利用空调的可调潜力,并且对用户舒适度有一定影响。从负荷聚合商的角度出发,对用户空调负荷分别采用温度设定值控制,以保持用户调节行为的多样性。在最大化挖掘负荷可调潜力的同时保证用户舒适度,提出了一种基于用户空调负荷温度控制的负荷聚合商日前调度双层优化模型。模型上层以负荷聚合商利益最大为优化目标,下层考虑用户舒适度差异以用户整体不舒适度水平最小为优化目标。采用粒子群整数规划算法进行求解获得单台空调设备设定温度的调节量。通过仿真验证表明,所提日前调度策略可以在给电网提供一定削峰能力的同时,充分挖掘空调负荷的可调潜力,保证负荷聚合商获得最大化利益并且用户舒适度水平更高。     

考虑源荷不确定性的配电网风光储综合规划

针对考虑分布式电源和负荷不确定性的配电网风光储综合规划问题,首先以概率模型表征分布式电源和负荷不确定性,并基于改进半不变量法求解概率潮流;然后考虑投资成本、碳成本、经济收益和电压改善等,以综合效益最大为目标,建立考虑无功补偿装置的风光储综合规划模型,并提出基于食肉植物算法（carnivorous plant algorithm,CPA）和协同进化算法（coevolutionary algorithm,CA）进行求解。该算法将待求解的多主体综合规划问题分解为分布式电源、储能和无功补偿装置3个子规划问题,并基于CPA对每个子问题进行求解,然后通过生态系统协调各种群进化,获取最优规划方案;最后在IEEE33节点和IEEE69节点算例中验证了模型的合理性和求解算法的高效性、普适性。     

考虑不确定性的综合能源博弈规划

随着电力系统与天然气系统的耦合性不断增强,以电网为核心的综合能源系统应运而生。然而在不确定条件下,当前规划方法仍无法保证各厂商的利益最优,因此本文提出了基于非合作博弈论的电-气系统的协同规划方法。首先,以各能量单元和电、气网公司作为独立的利益团体,以其年净收益最大为优化目标,建立电-气综合系统中风电机组,燃气机组、电转气机组、输电线路和天然气管道的综合非线性规划模型。针对风电、负荷的不确定性,以及经典两阶段鲁棒优化的保守性问题,提出了一种改进的两阶段鲁棒优化方法——期望场景最优,任意场景可行。最后,以修改的IEEE39节点电力系统与比利时20节点天然气系统构造电-气网络,验证了模型及算法的有效性。     

考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网规划方法研究

为对复杂山区含高铁负荷和风光电站的输电网进行合理规划,提出了考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网随机规划方法。首先,对具有间歇性和冲击性的高铁负荷,通过拉普拉斯混合模型结合二项分布对其进行建模。其次,针对直流随机潮流不能计及电压分布,而交流随机潮流模型较为复杂的问题,以解耦线性潮流计算为基础,提出一种基于解耦线性化的半不变量随机潮流计算方法,并基于此构建考虑电压偏差的输电网规划模型。然后,针对输电网规划求解问题中决策变量维度高、约束复杂的特性,通过自适应地动态调整进化过程中交叉、变异概率对遗传算法进行改进。最后,对某高海拔山区铁路沿线电网进行仿真研究,验证了本模型和求解算法的正确性与有效性。     

考虑负荷聚合商诚信度及用户满意度的日前调峰市场双层优化模型

新能源大规模并网对电力系统调峰带来较大挑战,在传统电源侧调峰空间逐步殆尽的背景下,亟需高效的市场机制引导用户侧灵活负荷主动参与调峰市场以维持电网安全稳定。结合用户实际情况,综合考虑用户满意度及负荷需求,提出了电动汽车、电采暖、储能等灵活负荷聚合参与日前调峰的市场机制,并建立了聚合商参与日前调峰市场出清及用户侧灵活负荷调度的双层优化模型。其中,上层模型考虑负荷聚合商诚信度的影响,以调度成本最低为目标进行日前市场出清;下层模型考虑用户满意度,以签订合同的形式调用用户侧灵活资源。仿真结果验证了将不同负荷聚合进行联合调度的可行性,表明所提出的策略能明显降低系统调度成本,保证市场调峰的可靠性,确保电网安全可靠运行。