开放式自动需求响应规范研究

近年来,我国大力推进可再生能源的发展,由于可再生能源出力具有间歇性和不确定性的特点,如何促进可再生能源消纳是目前面临的一大难题。需求响应技术的应用能够有效地促进清洁能源的消纳,然而我国目前还没有与之相关的正式标准出台。开放式自动需求响应(Open Automated Demand Response,OpenADR)规范作为美国智能电网国家标准的基本组成部分、DR领域最新的研究成果之一,提高了需求响应的可靠性、稳定性和高效性。介绍了OpenADR的发展历程、通信规范、涉及服务以及安全机制,证明了OpenADR标准的优越性。对于我国DR标准的制定具有借鉴意义。     

开放式自动需求响应通信规范的发展和应用综述

自动需求响应(automated demand response,Auto-DR)是美国智能电网的关键技术之一.开放式自动需求响应通信规范(open automated demand response communications specification,OpenADR)己列入美国智能电网优先行动计划.OpenADR提供了一个公用的、开放式、标准化的需求响应技术接口.文章介绍了OpenADR的发展历程、必要性、内容和OpenADR联盟,详细阐述了OpenADR的通信架构和数据模型.在此基础上,给出了一系列OpenADR的相关应用.OpenADR相关的产品和试点工程证明,OpenADR能给Auto-DR提供技术支撑,通过低成本的标准化通信架构提高DR的可靠性、易操作性、鲁棒性和成本效益.中国DR技术标准特别是自动需求响应技术标准的开发将有助于促进设备制造企业、服务提供商等单位研发相关的产品和服务,吸引更多的电力用户参与DR项目,从而为降低工商业高峰负荷和有序用电管理等工作提供技术支持,降低用电成本,促进节能减排.     

自动需求响应的理论与实践综述

自动需求响应是智能电网的核心技术功能之一,但是对于自动需求响应及其在智能电网中的重要作用,国内外在学术研究、工业实践等方面都存在巨大的差距。自动需求响应不依赖于任何的人工操作,可以大大提高需求响应的时效性、可靠性、灵活性和成本效益。自动需求响应颠覆了传统的需求响应认识,将需求响应的主要功能从优化电能配置拓展到了向系统提供实时辅助服务,真正将需求响应纳入实时调度范畴,充分利用负荷的实时可调节潜力,极大地提高系统间歇性能源接入能力和安全稳定运行能力。文章还讨论了智能电网新技术对自动需求响应功能的支撑作标准及试点工程。最后,分析了国内实施自动需求响应存在的障碍,指出了我国开展自动需求响应的潜力和发展方向。     

美国需求响应综述

需求响应是智能电网框架里的一个重要组成部分,处于配用电侧。需求响应被认为是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的一个重要因素。住美国电力市场下的主能量市场和辅助服务市场,实施的需求响应计划可分为基于市场和基于可靠性2种。往不同的电力市场机制下,需求响应产品可包括能量、辅助备用服务以及容量。首先对智能电网下的需求响应新特点进行分析,进而概述美国智能电网下的需求响应计划及其参与的产品市场,再分析新形势给电网带来的影响,最后对中国实施需求响应提小一些建议。     

智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述

家庭能源管理系统是智能电网在居民侧的延伸,是智能电网领域的研究热点之一。阐述了智能电网环境下家庭能源管理系统与传统家庭能源管理系统的不同和智能电网环境下家庭能源管理系统的新功能需求。提出了智能电网环境下家庭能源管理系统的结构和功能模块,接着给出了智能电网环境下家庭能源管理系统的技术体系。从检测技术、网络通信技术和优化调度算法三方面综述了该领域的研究进展,讨论了存在的技术挑战,指出了未来的研究方向。     

电力需求响应技术标准化研究

全球范围内的需求响应(demand response,DR)研究与实施热潮给智能电网的发展带来新的机遇与挑战。针对智能电网领域内DR实施规范化需求,总结了开展DR技术标准化工作的迫切性与必要性。从DR视角,阐述了国外DR政策支持,标准化进展及项目实践现状,以及国内实施DR的基础与标准化活动。在此基础上,研究了国内外与自动需求响应密切相关的标准,包括OpenADR,SEP 2.0,IEC 62746,AS 4755等标准的成果与最新进展。最后,结合DR标准中的各部分关键研究内容,提出DR标准的研究架构,包括DR用例、体系架构、业务信息模型、通信协议、一致性和安全要求等多方面内容。     

基于信息反馈的需求响应

从反馈机制的分类、信息传递媒介、反馈的信息内容和国外实践效果4个方面,介绍了一种面向居民用户的新型需求响应机制——用电信息反馈,进而对我国居民用电信息反馈机制的发展提出了建议。研究表明,近期我国可顺应阶梯电价的实施,首先推行增强型账单类型的信息反馈,其中应包含分时、分档电量和电费的细分信息以增强计费的透明度,包含当年总用电量和电费的预测信息以帮助用户避免年末奇高电费,还可包含对比类、环境影响评估类信息以从不同角度激励用户响应。未来,我国用电信息反馈机制可与先进计量系统同步发展,逐步实行周/日反馈和高级实时反馈,使信息反馈向高及时性、按电器细分的方向发展,由此提高信息反馈在激励用户节能节电上的促进作用。     

基于物联网技术的自动需求响应系统架构与应用方案研究

文中通过部署双向互动设备和负荷控制设备等,结合物联网技术,设计基于物联网技术的自动需求响应方案,该方案针对不同的电力消费行为模式,实现用电设备的监控;制定需求响应控制策略指导用户参与电网削峰填谷,并根据收集到的用户用电量变化数据,分析用户用电行为的变化,及其对电网负荷的影响。从而优化终端用户的用能结构,提高电能利用效率,节约用户电能消费,实现自动需求响应,降低电网负荷峰谷差,提高电网运行效率。     

智能用电中自动需求响应的特征及研究框架

智能用电的核心特征是实现电网与用户能量流、信息流、业务流的灵活互动。需求响应作为智能用电中最能体现灵活互动特征的核心业务,目前正向自动需求响应的技术方向发展,其主要特征是实现信息交互标准化、决策智能化和执行自动化。文中从分析智能用电条件下需求响应面临的新发展环境出发,提出了包括5个大模块、20项子模块的自动需求响应研究框架,梳理了各模块主要研究任务及其在研究框架中的作用,并依托所述框架设计了自动需求响应总体业务信息流程。     

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。     

综合能源系统优化调度下的需求响应研究与应用

综合能源系统作为能源互联网的基础,是提高能源利用率和可再生能源消纳能力的重要技术.需求响应通过引导用户改变用能的习惯和方式,对于优化负荷的分布和提高系统运行的经济性等方面的作用正逐渐得到了重视.通过对用户需求侧进行综合需求响应的精细化建模,以综合能源系统运行总成本为最低,建立了计及可削减负荷、可平移负荷、可转移负荷及可...     

基于分层储能的主动配电网需求响应控制策略研究及实现

开展需求响应(Demand Response, DR)和提高分布式发电(Distributed Generation, DG)渗透率可以有效地缓解输电和发电建设要求。传统配电网的无法适应DER高渗透率接入,基于价格和激励的需求响应在现有的政策和市场环境下推广应用驱动力不够。为了解决上述问题,将配电网储能系统进行分层分级,通过层级分权和责任授权发挥储能系统的主动性,不同层级的储能通过自主协调进行需求响应。该方法可提高分布式电源的渗透率,延缓配电网升级改造提升资产利用率,满足区域配电网稳定运行、电能质量、供电可靠性等,促进储能在电力系统中的应用。基于该研究成果研制的主动配电网需求侧管理系统已应用于国家能源应用技术研究及工程示范项目,实践验证了策略的有效性和实用性。     

基于需求侧竞价的安徽省激励型电力需求响应机制研究及应用

为适应安徽省电力供需新形势发展和国家整体能源调整定位,从激励型需求响应角度研究对应策略.在区分削峰式和填谷式前提下,从激励型需求响应机制、组织方式、启动条件、补偿标准、资金来源几个角度,对安徽省激励型需求响应进行相关设计.根据安徽实际情况和电力供需数据,得出具有实际指导价值的结论.在对补偿标准进行分析时,利用相关试点补...     

基于需求响应的家庭能效管理优化调度

随着经济的快速发展,家庭用户的用电量逐年上升,在全社会用电量中的比重也逐步提升,对家庭各类用电设备进行优化调控,可减少用户的用电费用开支。提出了一种家庭能效管理调控策略,将家庭用电负荷分为可调节、可转移、可中断和可削减4种类型,分别建立数学模型,同时计及使用寿命建立了家用蓄电池的功率模型和电量模型,在基于分时电价并计及分布式屋顶光伏发电的情况下对需求响应资源进行优化控制。最后通过算例仿真分析,验证了有效的调控策略能够减少家庭用户的用电费用开支,同时能够促进分布式屋顶光伏的就地消纳。     

基于需求响应的建筑楼宇综合能源系统优化调度

针对能耗高且增速快的建筑楼宇优化调度问题,构建了含光伏发电、冷热电联供系统、燃气锅炉和储能装置的建筑级综合能源系统。在对系统内各个能源设备进行建模分析的基础上,考虑需求响应补偿价,以建筑运行成本最低为目标函数,建立了基于需求响应的建筑级综合能源系统优化调度模型,采用基于云模型改进的粒子群算法对模型优化求解。引入算例进行仿真,对比是否参与需求响应的两种不同模式,以及云模型粒子群算法与基本粒子群算法的优化性能。结果表明,基于需求响应的云模型粒子群算法模式可有效节约建筑级综合能源系统运行成本,同时降低电网侧负荷峰谷差。     

基于需求侧响应和储能电量预估的微网运行调度策略

微网在孤岛运行期间,若微电源和储能装置容量不足,则无法保证网内所有负荷的正常供电。为提高微网供电可靠性,同时尽可能利用可再生能源发电,提出了一种基于需求侧响应和储能电量预估的微网运行调度策略。该策略针对孤岛运行期间的微网,根据微源发电功率和负荷用电功率的超短期预测结果,对储能功率和剩余电量进行预估,结合预估结果和需求侧信息对各类负荷实施不同的调度策略。通过对可平移负荷的平移优化和对可中断负荷的适时逐级投切,达到微网内重要负荷可持续供电和其他负荷停电时间最短的目标。仿真算例验证了所提策略的正确性和有效性。     

澳大利亚综合能源的电力需求侧管理项目研究

介绍电力需求侧管理在悉尼西部地区的实施情况,阐述有关电力需求侧管理的监管环境、可持续电网发展和气候变化问题。讨论了如何获得客户参与的战略和方法,以及过去项目实施的经验。通过个案研究证明了需求侧管理项目的可行性。     

考虑综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化

针对楼宇综合能源系统（RIES）能量管理时未充分考虑影响室温因素及其对负荷建模的影响和刚性捆绑RIES、用户从而未全面考虑用户舒适度和用能支出的问题,文中提出了冷、热负荷参与阶梯型补贴和电负荷参与电价型综合需求响应的RIES能量管理优化模型及其求解方法。首先,综合考虑影响室温因素,得到离散化的楼宇热平衡方程,建立楼宇的柔性而非固定的冷、热、电负荷数学模型。其次,建立冷、热负荷参与的阶梯型补贴和电负荷参与的电价型综合需求响应机制。然后,考虑RIES向用户售能的收益、从外部购能的成本和支付用户的补贴费用,构建了以最大化RIES运行利润为目标、计及设备和系统运行约束的能量管理优化数学模型,并采用CPLEX对线性化后的模型进行求解。最后,通过算例仿真表明：计及综合需求响应的楼宇综合能源系统能量管理优化能统筹协调供需两侧资源,提升系统与用户的经济效益。     

基于需求侧响应的配电网储能容量识别

随着越来越多的分布式储能系统在负荷侧并网运行,需求侧响应获得了更多的手段。用户侧储能响应容量是用户侧系统需求侧响应能力的重要组成部分。为估计不同时刻和条件下用户侧储能容量,文中提出一种基于需求侧响应的配电网储能容量识别方法。考虑不同类型负荷用户的需求响应协同控制策略的目标,用粒子群算法进行储能充放电与受控负荷投切策略过程求解,最后计算储能系统的响应容量。结果表明,各类负荷的占比与分布式电源出力对响应容量均产生一定影响,为了取得安全性和稳定性以及使用效率之间的平衡,应当根据控制目标合理配置储能容量。     

基于联邦学习的综合能源系统集成需求响应机制

随着能源集成技术的发展,需求响应已经逐渐进化到集成需求响应(IDR),同时用户对于隐私保护的关注也日益增长。针对拥有冷热电设备和负荷的配电网侧综合能源系统,建立了多能源耦合交互模型,以反映不同能源消费行为之间的相互影响,并以运行成本最低为目标,以设备出力特性和多能源负荷特性为约束,设计了IDR优化模型。为了保护用户隐私,提出了联邦学习(FL)架构,重写IDR模型并将其置于该FL架构中进行迭代计算。仿真结果表明所提计算方法与不考虑耦合的传统需求响应方案相比,具有较好的成本优势;与其他分布式需求响应算法相比,计算效率也有所提升。