计及需求侧资源可调潜力的互动关键技术发展综述及展望

新型电力负荷管理技术是支撑国家“双碳”目标在电力行业落地的一个重要环节，而需求侧资源互动是新型电力负荷管理的重要支撑技术，未来需要进一步挖掘其应用价值。在考虑需求侧可调节潜力的前提下，分析了需求侧资源参与互动的关键技术。分别从需求侧资源感知、需求侧资源可调潜力评估以及需求侧资源参与电网交易3个方面，分析了需求侧资源参与电网互动的可行性，并给出了建议思路，有利于进一步推动源荷互动协同发展，进一步提升需求侧可调节资源的利用效率。     

电力市场环境下需求侧资源评估与调控综述

随着高比例新能源接入以及尖峰时段电力需求增长,中国电力供需平衡压力日益加大,亟需深入挖掘需求侧资源调节潜力,建立健全完善的电力市场机制,推动新型电力系统下“源随荷动”向“源荷互动”转变。首先对需求侧资源进行多维梳理,并总结了其参与的市场类型,接着从需求侧资源可调潜力量化评估、需求侧资源聚合调控、需求侧管理系统装备3方面总结需求侧资源评估与调控的技术进展,最后结合新型电力系统要求,对市场环境下的需求侧资源利用提出一些建议。     

负荷侧可调节资源市场交易机制分析与探讨

新型电力系统建设对电网调度的灵活性资源提出了巨大需求。我国灵活性调节资源稀缺,利用负荷侧可调节资源是解决该问题的有效途径,而相应的市场机制是重要保障。首先,系统分析了国外需求响应发展及实践经验;然后,重点分析了国内负荷侧可调节资源参与需求响应、电力辅助服务市场和现货市场3条发展路径的现状,并结合各地相关政策、交易规则和实施情况,比较分析了各自实施背景、交易执行和资金疏导的特点及差异;最后,提出了未来负荷侧市场设计的关键问题及建议,以期为我国各省市探索负荷侧可调节资源参与市场发展提供参考。     

面向新能源消纳的需求侧灵活性资源聚合响应分析

新型电力系统中需求侧灵活性资源的重要性日益凸显。现有研究对大量负荷参与新能源消纳的需求侧响应改善效果与影响机制研究不足。首先分析了需求侧资源提供灵活性的机理,提出了需求侧灵活性资源可调节空间的计算方法;然后,考虑可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷约束条件,构建面向新能源消纳的多类型需求响应聚合协同优化运行模型;最后,以某省级电网算例开展仿真研究,分析了各种类型需求响应的改善效果与机制。结果表明：负荷响应配合机组启停可以得到超过响应量的新能源消纳量,提出的多类型需求响应协同优化运行模型能够有效促进新能源消纳。     

空调负荷集群参与辅助服务的运行调控与评价技术综述

空调负荷具有总量大、易调节、对用户影响较小的特点,是理想的需求侧可调节资源,有必要从不同角度梳理空调负荷参与辅助服务技术的研究进展和方向。首先,介绍不同类型空调资源的单体和聚合建模技术。其次,分析了空调参与一次调频、二次调频、备用容量等不同辅助服务的主要难题和技术方法,介绍考虑信息安全可靠的空调调控技术,并从电网互动和用户舒适度等方面归纳空调负荷的评价技术。最后,提出进一步挖掘空调负荷调节潜力的建议,以期促进空调负荷调控技术从理论研究向实际应用的转化。     

计及需求侧资源的电网分层分区供需平衡调控方法

需求侧资源管理是对传统电网平衡供需方式的有效补充,针对目前需求侧资源管理应用方式中存在的调控模式单一、用户响应潜力评估不足以及横向资源利用薄弱的问题,提出了一种计及需求侧资源的电网分层分区供需平衡调控方法。该方法通过纵向多层次间自下而上的反馈式负荷可响应潜力评估和自上而下的任务量分配机制,配合横向的互联互通互补机制,实现全面的需求侧资源参与供需平衡调节,为需求侧资源参与电网供需平衡调节开拓了新思路,提供了更精确、完善的理论基础。     

需求侧竞价对高峰电价影响的成本效益分析

建立了系统高峰时段单独由调峰火电机组担任调峰任务时系统电价的数学模型,建立了需求侧竞价参与系统调峰时综合考虑用户类型、提前通知时间、负荷恢复时间和缺电电量等因素下的综合缺电成本模型,得到需求侧竞价参与系统调峰时系统电价的数学模型。对二者进行比较可知,当需求侧竞价参与调峰时,可避免运行成本较高的调峰机组投入,而且其调节方式灵活,没有最低出力限制,对缓解系统高峰时段可能出现的电力系统阻塞现象有抑制作用,因此需求侧竞价参与调峰时可以降低系统高峰电价,缓解供电不足的矛盾,提高电力系统运行的可靠性。     

需求响应参与电力系统调频的模糊控制策略

针对传统电力系统调频响应延时长、机组能耗大的问题,提出了一种需求响应参与电力系统调频的模糊控制策略。该策略从需求侧入手,将变频空调作为可控负荷;按照变频空调的出力能力,将参与电力系统调频的所有变频空调进行分类,并引入权重因子,实现对不同类型变频空调的聚合控制;根据系统的运行状态,通过模糊控制规则调节参与需求响应中各类变频空调的出力,辅助发电机组改善系统的动态调频性能。仿真实验结果表明,采用该策略可显著提高频率调节速度和降低超调,并在一定程度上降低调频能耗,有助于改善电网的调频性能。     

考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度

在能源互联网迅速发展的背景下,综合能源系统多能耦合互补特性为需求侧参与系统调度提供了更大的优化空间,如何建立切实有效的多能源、多类型需求响应模型对提升系统运行性能具有重要意义。为此,建立了考虑激励型、替代型和基于实时定价机制的价格型多能源、多类型需求响应精细化模型,在此基础上,以电、气、热、冷多能耦合园区系统为研究对象,考虑系统运行、需求响应、用户用能满意度等约束条件,提出了考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度策略。算例分析结果表明所提优化策略能够充分挖掘需求侧资源的调节潜力,在促进能源供需平衡的同时实现了系统多能协同互补与经济运行。     

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。     

考虑备用权责关系的用户侧资源参与深度调峰运行优化分析

随着电网运行负备用压力逐步增大,组织常规机组参与调峰市场来应对负备用缺口的同时,有必要深入挖掘用户侧资源参与调节的潜力。提出了用户侧参与调峰运行的2种改进模式,构建了不同模式下用户侧参与电网调峰运行的组织流程和运行优化模型。基于IEEE 39节点系统的算例,分析了对应模式下的电网调峰运行优化效果以及机组分摊费用,并验证了需求响应补偿标准及其承担负备用缺口比例的影响,为有序地组织需求响应和推进用户侧资源参与调峰市场交易提供了参考。     

面向多级市场出清的负荷聚合商联合交易策略

在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下,电网将面临灵活性资源严重不足的问题,亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架,基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场,提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型,系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场,提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型,系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。     

负荷聚合商多类型需求侧资源激励价格制定一般模型及应用

负荷聚合商通过整合需求侧可调资源参与系统运行交易获利,是开展电力需求响应的专业机构.实现多类型需求响应资源的个性化激励定制对进一步灵活管理需求侧资源和增加需求响应效益至关重要,是负荷聚合商核心业务.基于主从博弈原理建立了负荷聚合商激励价格定制通用模型,选取了电动汽车用户及楼宇空调用户,考虑舒适度价格随削减负荷变化情况,...     

兼容广义需求侧资源的配电网经济运行研究

在考虑了广义需求侧资源参与竞争性电力市场的情况下,构建了兼顾电能市场和备用市场的基于广义需求侧资源的配电网经济运行模型,以期实现发电侧和用电侧资源的联合优化调度.算例分析结果表明,该模型在技术上可行、经济上有效;且主网资源价格、备用需求和备用使用概率等为配电网经济运行的主要影响因素.     

数字孪生技术赋能动态需求侧资源池构建应用展望

针对现有技术在需求侧资源数据和互动模式建模方面存在精确性低、协调性差、互动效率难以保证等问题，采用数字孪生技术赋能动态需求侧资源池的构建，分析了数字孪生的标准化历程和实践现状，结合技术特征研究其在需求侧资源互动中的主要支撑技术和关键因素，梳理需求侧资源数字孪生映射关联关系，提出基于数字孪生技术的需求侧可调节资源演化平台构建思路，通过数字孪生技术弥补了需求侧资源互动频次少造成的训练样本缺失和调节过程复杂、实际操作成本高导致的推演困难，提升了需求侧资源互动的智能化、数字化水平。     

考虑需求侧资源的新型电网规划模式

随着我国电力市场的日趋成熟,节能技术不断完善,电力需求侧资源对电网规划及运行的影响日益凸显。提出了将电力需求侧资源视为供应侧资源的等价资源,直接纳入电网规划工作的新型规划模式。首先对需求侧资源进行界定,论证了需求侧资源引入电网规划的可行性及可能的引入环节;进而提出了一种考虑需求侧资源的新型电网规划模式,明确了规划要素、参与主体和规划流程等内容;最后从技术、管理、政策等方面,提出了推广新型电网规划模式的具体建议。     

考虑需求侧响应能力的孤立微网蓄电池储能系统容量概率规划方法

本文提出一种考虑需求侧资源参与孤立微网频率调节能力的蓄电池储能系统容量概率规划方法。首先,提出一种需求侧负荷变参与度频率控制策略;进而,考虑微网分布式能源的间歇性特征,提出融合概率分析的时域仿真方法与一种基于面积准则的储能系统容量确定算法;最后结合蒙特卡洛仿真求解孤立微网频率调节所需蓄电池储能系统容量的最优概率分布。该方法可充分计及微网运行过程中的高维不确定性因素,为规划人员根据微网运行需求配置最优的储能容量提供了一种有效的规划工具。     

基于负荷分解的用户侧自动需求响应系统

针对用户侧负荷如何自动化、智能化地参与需求响应,设计并实现了一种基于负荷分解的用户侧自动需求响应系统。系统通过负荷分解算法辨识得到各类设备的电气信息,并计算用户实时的需求响应资源,通过感知电网紧急状态实现自动切负荷的激励型需求响应。考虑到高渗透率分布式能源接入用户侧的趋势,提出以促进分布式能源消纳为目标的日前调度模型,实现用户参与价格型需求响应。最后,实际测试结果表明系统部署便捷、易于推广,可有效实现用户不同类型的自动需求响应。     

售电侧开放条件下我国需求侧资源参与电力市场的运营机制建议

需求响应在维持系统的经济稳定运行中具有重要作用,且具有效率高、成本低、响应速度快、环保效益好等特点。需求侧资源的应用和管理是智能电网建设的重要内容。我国需求侧资源的研究尚处于初级阶段,但电力市场的发展,售电侧开放为其提供了广阔的发展前景。概述我国目前的需求侧资源和需求响应现状,并分析了售电侧开放对其可能产生的影响。在借鉴国外需求侧资源应用和管理经验的基础上,从理论、技术和政策3个方面提出了售电侧开放条件下我国需求侧资源参与电力市场的相关运营机制建议,指出应在加强对需求侧资源特性的研究和智能电网设备建设的同时,对需求侧资源给予政策性激励以鼓励促进其发展。     

计及空调负荷等多类型需求侧资源的虚拟电厂优化运行策略

针对楼宇空调与其他类型需求侧资源的虚拟电厂内部协调优化问题,在对楼宇空调建模分析基础上,比较了楼宇空调启停控制和连续调节方式下用电量和室内温度变化特点,确定了适合于楼宇空调与虚拟电厂内部其他需求侧资源协调运行调节方式。进一步地,考虑楼宇用户舒适度分档和需求响应补偿价格,以区域供能成本最低为目标函数,建立了计及空调负荷的多类型需求响应资源的虚拟电厂协调优化模型,采用线性化方法处理非线性函数,将其转化为混合整数线性规划模型。算例表明:考虑用户舒适度的楼宇空调与虚拟电厂聚合的其他类型需求侧资源协调供能模式可有效的减少区域弃电量,同时降低楼宇本身耗电量,使得楼宇用户获取补偿收益。