基于"共享储能–需求侧资源"联合跟踪可再生能源发电曲线的市场化消纳模式

可再生能源发电出力波动性大给电力系统运行带来了诸多挑战,这也直接影响了可再生能源电力的消纳。鉴于此,提出了一种考虑"共享储能–需求侧资源"联合跟踪可再生能源发电曲线的市场化消纳模式。首先梳理了用户参与该交易的全过程步骤,然后以用户的净收益最大化为目标函数建立了混合整数线性规划模型,最后通过实际算例验证了该模式优于仅考虑"共享储能"模式、峰谷分时电价需求响应模式。所提出的联合跟踪模式增强了用户利用自身需求侧资源和共享式的储能设备提高其对可再生能源电力的消纳能力,为进一步探索"源网荷储一体化"提供了一定思路。     

基于区块链的共享储能联合市场竞价模型与交易机制

随着可再生能源的普及率的不断提高,其固有的不确定性使储能技术在电力系统中的发展成为必然。目前,由于1)储能需求与资源配置不合理,2)缺乏储能共享机制这两点问题,储能的价值仍未完全释放。针对上述局限性,该文设计了一种基于区块链的储能共享机制。首先,文中建立了一个竞价模型,以最优化能源、频率和柔性斜坡产品联合市场中储能设备的投标策略。在此基础上,该文提出了一种基于区块链的点对点(peer-to-peer, P2P)共享储能机制,以实现可信和透明的交易。此外,本文涉及了一种智能合约,自动校验各交易主体提供足量储能服务的能力。最后,在Substrate私有区块链上的仿真结果验证了该机制的有效性。     

考虑多场景规划的共享储能投资及运营分析

针对共享储能的集中式与分布式投资方式及电量共享与容量共享运营模式,分别建立了考虑可再生能源发电及用户负荷季节差异性的多场景优化模型,并采用基于供需比的定价机制对系统内的电力交易进行经济结算。为评估系统内用户负荷灵活性对储能规划及系统总成本的影响,对用户灵活性负荷进行了建模及敏感性分析。最后结合真实历史数据,通过仿真算例对不同投资及共享模式进行了多角度的分析对比,并针对峰谷电价差及规模投资效应对储能投资运营的影响进行了进一步分析。结果表明,采用集中式储能投资并进行电量共享的运营模式更具经济性。     

基于区块链的负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式

居民用户以负荷聚合商为中介参与需求响应,在交易中往往不具有话语权和选择权,由此产生信息不透明、第三方权力过大等信任问题;同时,居民用户因信息获取能力差以及负荷实时控制能力弱,难以在聚合响应中享受平等决策权、知情权和话语权。因此,基于区块链技术设计负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式,针对包含3类柔性负荷的居民用户及聚合商的区块链节点,以自治共享为基本原则建立区块链节点模型和配置方法;基于负荷聚合商及居民用户节点间的聚合响应新模式,构建了基于聚合商非合作博弈、居民用户间演化博弈及聚合商与居民用户间主从博弈的激励机制,设计了激励相容的智能合约算法和区块数据结构,并提出响应标识因数和激励理性系数来评估所提交易模式的有效性;最后,经算例仿真验证表明,所提交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可确保聚合服务高效可信,有利于唤醒海量需求侧沉睡资源。     

考虑需求响应和共享储能的配电网低碳经济调度

需求响应和储能使用权的共享是电网低碳经济调度切实可行的调节手段.综合考虑可再生能源发电利用率、用户电费支出满意度等约束条件,以售电公司净利润最大和储能运营商收益最高为目标,构建低碳经济调度模型.在共享储能调控策略的基础上针对不同类型用户实施负荷需求响应,并利用多目标粒子群算法求解.通过算例分析验证了所提低碳经济调度策略的有效性.     

基于GridLAB-D的微电网广义需求响应建模与控制

电力系统中光伏等分布式可再生能源快速发展,分布式屋顶光伏成为新型智能微电网的典型特征。为提高含高比例光伏微电网的稳定性和经济性,提出了利用居民侧灵活负荷调节以及储能设备充放电来实现的广义需求响应,从而增加微电网内光伏波动性出力的消纳,降低智能微电网的运行成本。以居民住宅微电网为研究对象,基于连续仿真软件GridLAB-D建立了住宅模型、光伏发电模型、储能设备模型、气候和电力市场模型等,并提出了广义需求响应中灵活负荷和储能设备的控制算法。通过IEEE 13节点测试系统模型,验证了广义需求响应在智能微电网中的实施能够有效降低弃光率、节约用户用电成本,并能够协助主网系统减小负荷峰谷差。     

参与新型电力系统需求响应的分布式储能资源管理与策略研究

随着越来越多的光伏、风电、地源热泵等新能源的接入,电网对高比例新能源的安全可靠并网及高效消纳提出了更高要求。储能作为分布式能源重要的能量调节单元,参与新型电力系统的管理、调度、优化作用愈加明显。将参与新型电力系统需求响应的储能作为统一资源进行研究,来解决新型电力系统的需求响应、新能源消纳等问题,以保障电网安全可靠运行。在分析客户侧储能调控策略基础上,提出了一种以能源互联为基础的用户侧分布式储能规模化应用系统,利用网间较为分散的储能资源,希望可以为电力负荷调度的优化以及分布式储能系统运行效率的提升提供相应的参考与借鉴,以实现区域自治的需求响应。通过该研究,可为可再生能源高效消纳提供参考。     

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。     

能源互联网背景下共享储能的商业模式探索与实践

合理配置储能系统是解决我国"三北"地区可再生能源并网消纳问题的有效途径。首先,分析了我国储能产业发展现状,提出了面向可再生能源消纳的共享储能商业运营模式;之后,对能源互联网背景下区块链技术在共享储能交易中的应用前景进行了探讨;最后,依托国网青海省电力公司共享储能交易的实践案例,对共享储能交易的可行性和存在的问题进行了分析,并对我国共享储能的发展提出了建议。     

基于区块链技术的能源局域网储能系统自动需求响应

区块链技术作为一种新颖的数据结构组织形式,在能源互联网领域的应用研究已经逐渐兴起,并崭露头角。区块链技术去中心化、智能合约、协同自治等特质,吻合了能源局域网(energy local network,ELN)自动需求响应(automatic demand response,ADR)项目的诉求,为此基于区块链技术提出ELN储能系统的ADR方法,探索区块链技术在能源领域的有益应用模式。研究了区块链视角下的ELN表征形式;借鉴拥塞价格算法,发展了去中心化的ADR准则,响应主体能够依托该既定准则自主响应系统补偿需求;在此基础上,建立了响应主体间的智能合约,以保障能量交易与利益分配的高效执行。以某办公区域ELN为例进行了仿真分析,算例结果验证了所述ADR方法的合理性、有效性。     

考虑激励型需求响应不确定性的微网储能容量优化配置

将可再生能源以微网的形式接入大电网可以有效解决直接并网造成的不稳定问题,且加入储能使能源利用率增加。以含有风光储及需求侧资源的并网型微网为研究对象,在储能造价高的现状下为降低储能配置成本加入需求响应技术,以负荷在时序上最大化贴近可再生能源发电时序为目标进行负荷转移,同时考虑用户参与需求响应技术时的不确定性,包括基线负荷和响应量自身的不确定性。建立激励型需求响应不确定性模型,对用户的可平移负荷在参与响应时用三角模糊数描述其响应量及基线负荷的不确定性,并通过等价清晰处理将其转化为确定性问题。并在满足电网的运行约束条件下,以年综合利润最大为目标,采用CPLEX求解器对模型进行求解。将优化方法经仿真实验后,验证了方法的有效性。     

基于主从博弈的热水器集群的负荷准线控制方法

在新型电力系统中,需要充分利用可调负荷的整形能力来提高系统消纳可再生能源的能力。针对基于负荷准线的需求响应,提出能适应大规模响应要求的基于主从博弈的激励价格形成方法,实现电网和聚合器双方收益的最大化;建立了热泵热水器(heatpumpwaterheater,HPWH)的动态特性模型,能反映其全时段的整形能力;提出基于满意度的集群控制与优化方法,控制方法具有非侵入和无干扰特点,并方便聚合器形成整个集群的全时段动态特性。建立了含高渗透率可再生能源的区域电网算例,仿真结果表明,HPWH具有良好的全时段负荷整形能力;通过合理的激励机制,基于负荷准线的需求响应能够有效促进可再生能源消纳,实现电网和用户的双赢。     

计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划

为避免数据中心单独配置储能出现储能利用率低、经济效益差等问题,提出一种计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划方法,能够考虑不同场景下各数据中心对储能需求的差异性和互补性,在降低储能投资成本的同时发挥储能最大效能。首先,提出了数据中心联盟共享储能运营模式,包括不同场景间共享储能使用容量分配、成本分摊和基于纳什议价的利益分配方法,保障联盟内各个体的利益。其次,考虑批处理负荷、机房空调参与需求响应,建立数据中心房间级能量管理模型,结合共享储能配置约束,以联盟集体利益最大化为目标,构建计及需求响应的数据中心联盟共享储能规划模型。为使得规划结果能够应对多种运行场景,提出共享储能规划场景集选取方法。最后,设置了4个对比算例验证所提方法的有效性。     

基于综合需求响应的工业园区联络线功率控制

为平抑可再生能源系统所引起的联络线功率波动,工业园区通常采取整合园区内部所有源荷设备进行统一集中管理或基于电力需求响应的简单源荷互动运行模式,未能充分挖掘园区多能负荷综合需求响应的潜力。在分析工业园区用能特点的基础上,文中提出了一种基于综合需求响应的联络线功率控制方法,建立了园区与生产任务相关的储能、空调负荷以及电动汽车的综合需求响应特性模型,并通过激励多元用户进行需求响应以平抑功率的波动,有效实现了兼顾综合运行成本及跟踪控制误差的联络线功率控制。结合南方某蓄电池生产工业园区进行算例分析,结果表明该方法能降低园区经济损失,使内部负荷用户受益,并确保对联络线功率计划的有效跟踪。     

基于区块链技术的可控负荷入网优化调度策略

为了解决分布式电力交易机制发展背景下可控负荷入网调度的诸多问题,提出了一种基于区块链技术的可控负荷用户和负荷代理商2类电力主体间的去中心化交易模式。通过整合可控负荷用户的运行特性,充分考虑不同子类用户与负荷代理商之间的购售电需求信息,设计了可控负荷用户和负荷代理商2类决策模型函数,以收益最优为基本原则建立考虑运维成本和运营效能的区块链节点模型。基于可控负荷用户-负荷代理商区块链交易模式,设计了负荷代理商的利润分红激励机制以及智能合约求解算法,同时提出了以负荷代理商效能函数变化率作为共识算法,并说明了区块链数据的结构以及运营流程。算例分析结果表明,所提优化调度策略充分挖掘了可控负荷用户和负荷代理商对电网负荷削峰填谷的潜力,实现双方经济最优的同时保障了区块链网络长期有效运行,可为区块链技术在电力需求响应中的应用提供参考价值。     

未来电力系统储能的新形态:云储能

风电与太阳能发电等间歇性可再生能源的快速发展增加了电力系统对储能的需求,共享经济的迅速发展为储能的应用带来新的商业机会,基于储能设施共享的云储能可能成为未来电力系统新的形态特征之一。云储能是一种基于电网的储能服务,它使得用户可以随时、随地、按需使用电网级的共享储能资源池中的资源,可以显著地降低提供储能服务的成本。文中解释了云储能的概念,并对云储能商业模式的各个要素进行了详细阐述。在此基础上,分析了云储能的投资与规划、运行以及服务定价等关键问题,总结了当前的研究进展并提出了相关的研究思路与方法,探讨了未来为了促进云储能的发展与实施还需要着力解决的问题,对云储能未来的研究进行了简要的展望。     

特约主编寄语

为实现碳达峰、碳中和的目标,中央财经委员会第九次会议提出"构建以新能源为主体的新型电力系统"的任务,必将进一步助推可再生能源、电动汽车和储能等行业的迅猛发展.储能是应对可再生能源随机性、间歇性的有效措施,而分布式储能是电动汽车的自然属性.电动汽车和用户侧储能可参与用户侧的削峰填谷、分布式可再生能源消纳、需求响应、调峰、...     

点对点交易下储能聚合商共享自营多模式交易模型

基于共享模式的储能交易模式可有效降低投资成本与使用成本,其所依赖的去中心化以及去信任化的特性与区块链的交易特性相符合.提出一种点对点交易下兼具储能共享和电能自营模式的储能聚合商交易模型,所有的用户交易匹配均通过智能合约进行,单交易周期内同时进行储能租赁和电能购售,缩短了链上用户的交易周期.此外,针对链上用户的违约行为,...     

社区微网主动能量管理协同与优化方法研究

微电网是分布式资源与电网之间的重要桥梁,是提高可再生能源就地消纳的重要途径,是新型电力系统建设的重要组成。该文以多种可再生能源接入的社区微网为对象,研究多主体利益博弈下,微网主动能量管理和协同优化方法。首先,深入分析了社区微网能量特性与需求,提出将柔性负荷和光伏可再生能源统一起来,形成广义用户,让具有供电能力的柔性负荷和储能单元协调运行。然后再将广义用户的舒适度和经济性纳入考虑,建立广义用户的多目标优化模型。最后基于势博弈理论,分析运营商和广义用户的互动博弈模型并进行求解。仿真结果表明,所提出的方法在保证运营商和用户的自主性和自利性的基础上,有效改善柔性负荷用电曲线,提高用户用电的经济性和可再生能源就地消纳能力。     

综合能源系统综合需求响应行为研究

面向耦合电、气、冷、热等多种形式能源的综合能源系统,研究柔性负荷、储能和电动汽车等需求侧资源的综合需求响应,有利于挖掘多能负荷的响应潜力,激发综合能源系统的灵活性,提升能源利用效率。首先以区域电-气互联综合能源系统为基础,构建了园区级冷-热-电-气综合能源系统,其次建立了综合能源系统调度模型,通过节点能量平衡方程分析节点能源价格,明确了系统调度-能源价格-综合需求响应的传递关系,然后基于节点能源价格建立了考虑柔性负荷、储能、电动汽车为参与主体的综合需求响应模型;最后通过算例分析了柔性负荷、储能、电动汽车的响应情况,基于节点能源价格对不同位置多能用户综合需求响应前后的负荷曲线进行了分析。