计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题,考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性,本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先,分析光伏逆变器与储能的调压机理,推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数;其次,分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型,并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型,再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型;然后,以单位调压成本作为一致性变量,设计基于一致性算法的分布式电压控制策略,得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明,所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性,在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

温控负荷直接负荷控制策略与优化调度

对温控负荷准确建模并采用合适的控制策略进行调度是直接负荷控制(DLC)项目实施的关键。文中以物理负荷模型描述温控负荷,采用蒙特卡洛模拟方法在模型参数取值区间内抽样获取用户群归一化因子,考虑用户自主退出和设备故障,利用实用的DLC控制手段基于模糊扩展极大极小法提出DLC优化调度模型。算例分析表明,所提模型能在达到DLC实施方的负荷削减需求的同时有效抑制反弹负荷,且对用户的整体舒适度影响较小。     

计及电动汽车与温控负荷需求响应的分层能源系统优化调度

针对电动汽车(electric vehicle,EV)大规模接入电网对电力系统带来的影响,构建了一种基于电动汽车及温控负荷需求响应的分层能源系统管理框架。受到激励的电动汽车集群(electric vehicles, EVs)和温控负荷集群(temperature-controlled load clusters, TCLs)能够快速响应负荷聚合商的调度策略,以此减少大量柔性负荷并网对电网产生的冲击。在基于卷积神经网络和长短期记忆网络混合模型对负荷进行预测的基础上,假设负荷聚合商可通过调度可控柔性负荷来减小实际负荷与预测负荷的误差,并根据制定的负荷调度策略与电力运营商之间进行点对点(peer to peer, P2P)电力交易,运用分布式优化方法求解双方可获得的最大利益。对于P2P交易以后剩余的能源需求,建立了系统运行成本、碳排放和风能溢出的多目标优化模型,采用集中优化的二代非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-Ⅱ)求解该模型的帕累托前沿,并在IEEE 30节点系统进行了算例验证。仿真结果表明,在所提出的能源优化调度策略下既能满足电动汽车和温控负荷的功率需求,也给电力系统带来了良好的经济效益和环境效益。     

计及电动汽车与温控负荷需求响应的分层能源系统优化调度

针对电动汽车(electric vehicle,EV)大规模接入电网对电力系统带来的影响,构建了一种基于电动汽车及温控负荷需求响应的分层能源系统管理框架。受到激励的电动汽车集群(electric vehicles, EVs)和温控负荷集群(temperature-controlled load clusters, TCLs)能够快速响应负荷聚合商的调度策略,以此减少大量柔性负荷并网对电网产生的冲击。在基于卷积神经网络和长短期记忆网络混合模型对负荷进行预测的基础上,假设负荷聚合商可通过调度可控柔性负荷来减小实际负荷与预测负荷的误差,并根据制定的负荷调度策略与电力运营商之间进行点对点(peer to peer, P2P)电力交易,运用分布式优化方法求解双方可获得的最大利益。对于P2P交易以后剩余的能源需求,建立了系统运行成本、碳排放和风能溢出的多目标优化模型,采用集中优化的二代非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-Ⅱ)求解该模型的帕累托前沿,并在IEEE 30节点系统进行了算例验证。仿真结果表明,在所提出的能源优化调度策略下既能满足电动汽车和温控负荷的功率需求,也给电力系统带来了良好的经济效益和环境效益。     

基于动态下垂控制的温控负荷一次调频控制策略

利用温控负荷(thermostatically controlled load, TCL)作为调频资源参与电网调频是应对高比例可再生能源发电并网导致电力系统维持频率稳定能力下降的有效手段。文中提出一种基于动态下垂控制的TCL一次调频控制策略,考虑聚合商TCL平均温度状态(state of temperature, SOT)、调频容量和系统频率变化率,构建动态下垂控制模型,实时调整下垂控制系数,改变TCL聚合商调频参与度。当向上调频时,锁定关状态TCL;当向下调频时,锁定开状态TCL,确保频率快速恢复至额定值附近。同时,为确保用户的舒适度,利用TCL的SOT优先级排序列表派遣法,确定TCL参与调频顺序。在Matlab/Simulink平台上进行仿真分析,仿真结果验证了文中所提策略在确保用户舒适度、改善频率质量等方面的有效性。     

基于智能负荷控制的分布式能源系统调控策略研究

为提高分布式能源系统（DES）经济性及运行效率,提出基于智能负荷控制的DES调控策略。首先,基于智能电表的测量数据,采用监督学习技术训练神经网络,构建智能负荷神经网络模型计算住宅可控有功功率;其次,考虑智能负荷与DES之间的互动关系,结合DES各设备运行及互补特性,构建智能分布式能源管理系统模型,分析其可控负荷的调度策略,并给出求解流程,利用IEEE-6节点系统进行算例分析。结果表明,DES总运行成本将随着需求响应控制的加强而降低,考虑智能负荷参与能源系统互动,可有效改善系统负荷曲线,减少切负荷现象,促进风电、光伏清洁能源的消纳。     

需求响应中的直接负荷控制策略

文章介绍了需求响应中的直接负荷管理的原理、相关控制策略,以及当前国内外已取得的研究成果,描述了需求响应的内涵、技术基础及实施需求响应的驱动力。并且对直接负荷控制策略进行了详细分析与介绍。     

锅炉变负荷调峰运行汽包寿命损耗的试验研究

详细分析了石门电厂１０２１ｔ／ｈ亚临界压力锅炉汽包的内部结构特点及热力学参数对变负荷调峰运行时汽包寿命的影响,并通过疲劳寿命损耗的计算对变负荷调峰运行时汽包的寿命进行了评价,给出了指导调峰运行的负荷升降速率及运行建设 。     

基于系统辨识的温控负荷直接控制策略研究

随着需求响应和负荷控制技术的发展,只有合理调控用户侧温控负荷等需求响应资源,才能获得良好的电网运行效益和经济效益。在满足家庭和工业过程中温湿度需求的前提下,提出一种采用系统辨识和优化控制的温控负荷智能控制策略。首先以温控负荷实际的运行为基础,建立以风机转速-室内温湿度的数学模型,随后建立同时满足用户温湿度需求和降低用户用电成本的多目标优化控制策略,通过设计温湿度控制器实现控制方法的应用,并以实验加湿器原型进行测试,验证了所提出控制策略在满足负荷精准控制的同时,可兼顾用户低成本用电的需求。     

面向智能电网的负荷调度控制系统设计及应用

电网调度从发电侧向负荷侧发展是智能电网的重要趋势之一,基于此探讨了负荷调度控制系统的典型架构及实施方案。通过分析负荷调度控制的主要对象,并结合现有调度体系特点,提出负荷调度控制系统可分为主站层、子站层和用户层;针对温控类负荷的特点,设计了基于家居温控设备的用户侧负荷调度控制系统,并阐述其硬件配置、组网方案及软件功能模块;通过对负荷调度控制系统与微网交互作用的典型应用场景分析,指出了负荷调度的发展方向和作用。     

Review of modeling and control strategy ofthermostatically controlled loads for virtualenergy storage system

The increasing penetration of renewable energy sources (RESs) brings more power generation fluctuations into power systems, which puts forward higher requirement on the regulation capacities for maintaining the power balance between supply and demand. In addition to traditional generators for providing regulation capacities, the progressed information and communication technologies enable an alternative method by controlling flexible loads, especially thermostatically controlled loads (TCLs) for regulation services. This paper investigates the modeling and control strategies of aggregated TCLs as the virtual energy storage system (VESS) for demand response. First, TCLs are modeled as VESSs and compared with the traditional energy storage system (ESS) to analyze their characteristic differences. Then, the control strategies of VESS are investigated in microgrid and main grid aspects, respectively. It shows that VESS control strategies can play important roles in frequency regulation and voltage regulation for power systems’ stability. Finally, future research directions of VESS are prospected, including the schedulable potential evaluation, modeling of TCLs, hierarchical control strategies of VESS considering ESSs and RESs and reliability and fast response in frequency control for VESS.     

基于数据驱动的聚合空调特性建模及控制策略

随着越来越多的可控负荷接入电网,空调负荷(air conditioning loads, ACLs)由于其响应速度快、调节潜力大、具有蓄冷储热等特征可作为柔性负荷参与平抑可再生能源引起的波动。在实际对ACLs进行聚合的过程中,室外温度、ACLs的温度和ACLs的数量等外部条件的变化会对聚合模型造成一定的影响。但现有大多数对ACLs的控制方法未考虑聚合ACLs外部特性模型(aggregate ACLs′external model, AAEM)的时变特征。文中提出一种基于数据驱动的AAEM及相应的负荷跟踪控制策略,考虑到基于ACLs热力学特性的ACLs的成本函数,采用神经网络对时变聚合ACLs的AAEM进行快速计算,降低AAEM的计算复杂程度。基于数据驱动的AAEM负荷跟踪控制策略有效减少了ACLs的开关状态切换次数及其调用总成本。基于实际用户的仿真结果验证了该方法的有效性。     

适应清洁能源消纳的配电网直接负荷控制模型与仿真

研究配电网中直接负荷控制技术及其改变集中式热力学可控负荷的温度设定点来控制负荷功率的方法。建立以双耦合偏微分方程组为基础的热力学可控负荷传输动态模型,通过有限差分近似为面向控制的有限维状态空间模型。提出适应出力不确定性的清洁能源滑模变结构功率跟踪控制策略,利用李亚普诺夫稳定理论验证其收敛性。在小型配电网中,对1 000个制冷空调负荷进行仿真,功率跟踪误差分析结果表明所提方法能有效跟踪风电功率消纳目标,温度设定点控制分析结果表明所提方法的用户可接受百分比达到90%以上。该方法可为需求侧响应负荷在清洁能源消纳的应用提供新的技术途径。     

平抑新能源功率波动的聚合温控负荷改进模型预测控制

利用需求侧聚合温控负荷(ATCLs)提供负荷跟踪辅助服务以平抑新能源功率波动是一种经济、有效的方法,但对ATCLs的控制可能会影响用户的舒适度.为此,提出一种考虑用户舒适度的ATCLs平衡新能源功率波动控制方法.首先,采用人体热舒适性评价指标预测平均投票和预测不满意度得到夏季室内舒适温度范围,结合实验方法进一步确定2次...     

计及用户舒适性与公平性的热泵负荷集群控制策略

温控负荷作为一种需求侧典型柔性负荷,具有应用规模大、可调节性强等特点,可通过集中控制辅助实现新能源消纳。以典型温控负荷电热泵作为调控对象,提出了一种计及用户舒适性与公平性的负荷调控策略。该策略考虑温控负荷温度变化对用户舒适度的影响,以平均舒适度与最佳舒适度偏差量最小为目标,建立数学模型并利用自适应粒子群优化算法求取最佳任务分配量;同时计及热泵参与响应的公平性,在负荷集群控制环节引入控制频次约束对调控策略进行修正,以解决单个热泵控制频率过高的问题。通过仿真验证所提调控策略可减少负荷平均舒适度与最佳舒适度偏差量,并有效避免了负荷调控频次过多的现象,提升了温控负荷参与调控过程中的用户体验。     

考虑多充电模式的充电桩优化控制策略

出于对用户不同充电需求的考虑,市场上出现了具有多种充电模式的充电桩,增加了电动汽车充电控制的复杂性。针对区域内数量确定的充电桩,文中研究了针对具有多种充电模式的充电桩的控制策略。首先,根据充电桩和电动汽车的匹配结果,建立了充电桩的负荷状态向量;其次,根据系统是否需要考虑调峰需求响应,提出了不同的控制目标和控制策略;最后,以某实际工业园区为例,计及园区光伏出力、电池储能及分时电价等条件,进行仿真控制,对比分析了其在不受控、不考虑需求响应控制以及考虑需求响应控制3种情况下的结果,验证了文中控制策略的有效性。     

基于智能多代理系统的VSC-MTDC系统分布式控制策略

应用智能多代理系统(MAS),提出一种基于电压源型换流器的多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统的控制策略。首先,基于网络图论的概念,提出了MAS最优通信拓扑设计方法。然后,基于VSC-MTDC系统传统下垂控制给出了完整的MAS控制策略,设计了以换流站交流母线电压、频率为输入信号的频率支撑Agent(FSA)模块和以换流站负载率为输入信号的功率分配Agent(PAA)模块,并深入讨论了FSA和PAA的配合控制问题。其中,FSA通过控制换流站的功率输出对交流电网提供快速频率支撑,PAA通过换流站之间的输出功率再分配保证VSC-MTDC系统中各换流站负载率的均衡分配。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真软件搭建了六端VSC-MTDC系统,通过非线性仿真证明了所提通信网络拓扑优化方法的有效性,并且验证了所提控制策略能迅速实现系统频率的稳定、有效防止换流站功率的过载。     

基于非线性多智能体系统的微网分布式功率控制方法

传统下垂控制方法存在难以使微网负荷功率按照分布式电源容量合理分配的问题,为此在分析功率分配机理基础上,针对含多个分布式电源的微网,提出一种基于非线性多智能体系统的分布式功率控制方法。该方法在不影响有功功率分配精度前提下,通过引入有功扰动项使负荷无功功率可按照分布式电源容量实现精确分配。同时,为保证系统输出频率和电压均稳定在额定值或偏移很小,基于一致性和输入/输出线性化理论,在分布式电源多智能体网络拓扑结构下设计分布式非线性协同下垂控制器,弥补有功扰动引起的系统频率和电压的波动。仿真实验结果验证了所提控制方法的正确性和可行性。