源网荷储多元协同调度体系研究与实践

当前,"碳达峰、碳中和"是我国重要的战略目标,建立以新能源为主体的新型电力系统是实现"双碳"战略的重要手段。为适应新型电力系统的发展需求,提出一种源网荷储多元协同调度体系,通过建立适应电源侧、电网侧、负荷侧各类资源参与的电力市场机制和多类资源协作互动调控平台,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。最后,经山东电网多地市源网荷储协调互动试验及试点应用,验证了所提出多元协同调度体系的有效性。     

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。     

考虑清洁能源消纳的源网荷储互动交易实践

江苏电力交易中心有限公司从省情、网情、市场生态出发,积极研究、拓展清洁能源消纳的源网荷储互动交易。一方面针对源网荷互动的未来电网发展趋势,分析了市场主体交易需求,提出了源-网-荷-储电力市场交易平台架构,阐述了功能模块部署;另一方面根据互联网汇集大范围、点状分散的清洁能源、储能设施及需求侧资源的互动特性和参加交易的实际需求,在传统主板电力市场基础上,提出满足激励相容原理,促进区域市场交易主体主动深度互动的双层市场结构及其下沉式子市场,提出3个源-网-荷-储互动交易品种,提出计及预测不确定性的时间分段连续航空机票超售出清算法。在江苏淮安（金湖）、苏州地区开展实践,组织正式交易和结算,验证了两层市场结构的可行性和经济性。     

含源荷相似度和曲线波动度约束的源荷储协调优化模型

电力系统源网荷储协调运行必将改变原始源荷曲线,为了定量刻画协调运行的效果,针对源荷曲线的数据分布特性与形态波动特征,提出一种新能源–负荷相似度指标和曲线波动度指标。改进时间序列相似性度量方法,求取负荷曲线与新能源出力曲线的数值、形态相似性距离,作为新能源–负荷相似度指标;计算曲线各相邻时段平均波动程度,作为曲线波动度指标。应用指标建立了含相似度与波动度指标约束的源荷协调两阶段优化模型。第一阶段,以上述两指标为约束,以传统机组运行成本最小、新能源与负荷的总调节量最小、新能源消纳量最大为目标,得到期望的总负荷曲线和新能源出力曲线;第二阶段,基于变分模态分解将原始曲线与期望曲线差值序列分解为低频序列与高频序列,作为能量型、功率型电池的充放电功率约束;以云储能与需求响应总调节成本最低为目标,将原始曲线调整为期望曲线。算例表明,所提指标和模型能有效减少弃风弃光、降低系统运行成本、改善各功率曲线性状,可为储能调度、需求侧管理以及源网荷储协调优化提供有效的理论支撑。     

源网荷储互动的主配一体调度控制系统研究

在建立以新能源为主体的新型电力系统背景下,为适应新型电力系统的发展需求,文中提出一种主配一体调度控制系统建设方案。通过建立适应广域范围内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统架构,采用云端控制和本地控制相结合的方法,把主网和配电网监视和控制功能有机结合,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。     

面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法

在 “双碳目标”的背景下,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统.而新能源快速发展和新型用能设 备广泛接入,对传统配电网规划提出了挑战.源网荷储协同的电力平衡是新型电力系统规划的核心,新型平衡资源考虑得越多,电网越经济,但风险也越大,反之亦然,因此需要对平衡进行折中和优化.以负荷预测为基础,综合考虑源网荷储等各方面灵活资源,通过叠加电能替代负荷、常规负荷、新能源出力、用户侧主动削峰填谷、电网侧调峰、 基于激励的需求响应、政府主导有序用电等,得到总负荷曲线、净负荷曲线、自然削峰后曲线、电网侧调峰曲线、平衡曲线与电力需求,创新性地提出了一种面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法和流程,助力新型电力系统 建设.     

源网荷储一体化项目实施策略研究

实现“碳达峰、碳中和”是经济社会一场广泛而深刻的系统性变革.以位于某市中心城区的２台２００ MW燃煤供热机组关停后的替代方案为研究对象,提出以“清洁供暖＋风、光、充、储一体化” 为核心的“碳达峰” 策略,以充分发挥能源绿色化对降低碳排放强度及总量的重要作用.     

源网荷储的优化调度技术的应用研究

近年来在电力的运行控制领域中,源网荷储协同优化运行是重要的发展及应用趋势,对于提高系统的运行 经济性和稳定性具有重要的意义.首先分析了电力系统源网荷储等资源的基本类型,然后阐述了基于改进和声搜索算 法的源网荷储的优化调度模型,最后进行了相应的案例分析,对于提高电力系统调度策略的合理性和电力系统的运行 可靠性具有重要的意义.     

面向新型电力系统的源网荷储一体化电力平衡方法研究

在新型电力系统建设的要求下和双碳目标的约束下,电力系统中的新能源比例、新型负荷比例不断提升, 新能源电源相较于传统电源不确定性更高,受自然条件的影响较大,波动更大,给电力系统稳定带来了冲击.从规划角度来看,新能源的大规模建设势必会改变区域电力系统的组成结构,传统方法的电力平衡已不能满足新型电力系统下的电力电量平衡需求.为解决新型电力系统建设中电力电量平衡计算问题,提出新的源网荷储一体化电力平衡方法,以曲线拟合的方式替代传统的断面式电力电量平衡,能更好地适应新型电力系统建设,节约电网投资.     

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象.首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性.     

单神经元PID在单元机组协调控制系统中的应用

基于神经网络PID控制和协调系统强耦合的特点,应用一种针对多输人、多输出解耦系统的单神经元PID解耦控制算法和结构,并在算法中增加了自适应学习速率,更好地实现对单元机组的解耦控制。仿真结果表明,这种单神经元PID解耦控制算法实现的控制与常规的PID控制比较,不仅具有较好的动态性能和稳态性能,而且还具有很强的自学习功能和自适应解耦能力。     

基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治

对主动配电网的区域自治策略进行研究,在双层调控体系的基础上,通过对主动配电网自治区域内部的"源/储/荷"进行协调控制,实现其运行过程中的主动管理和主动控制,进一步提升电网的安全稳定性。建立了主动配电网的分层调控体系,提出了不同运行场景下的协同互补调控方法。主动配电网的自治区域根据全局优化层下发的计划出力值,对功率波动进行实时校正,维持区域内部的功率平衡。算例仿真表明:基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治策略,能够实现主动配电网下层自治区域功率的实时自动校正,提升主动配电网抗扰动的能力,更好地维持系统功率平衡。     

光-储联合并网发电系统建模与协调控制

针对光伏并网发电系统具有随机性,且不具备故障暂态电压支撑能力的特征,提出一种有效调节功率且改善低电压穿越能力的光储联合并网发电系统动态模型及协调控制策略.在电力系统仿真分析平台DIgSILENT/Power Factory中建立了光储联合并网发电系统协调控制及低电压穿越功能模型.应用协调控制策略实现储能系统和静止同步补偿器功率平衡,维持并网点电压稳定.利用气象和负荷数据,验证了上述模型及协调控制策略的有效性.     

考虑多元储能差异性的区域综合能源系统储能协同优化配置

储能作为综合能源系统融合的纽带,如何配置电/热/冷多能存储是综合能源系统规划中的重要研究内容.该文提出考虑电/热/冷多元储能差异化建模的区域综合能源系统储能协同配置方法.多元储能协同配置的基础是耦合能量流和储能特性描述,在耦合能流上明确含电/热/冷三种能量形式的综合能源系统结构,并建立电-热网络模型;在储能特性描述上基于储能统一模型建立电储能有功-无功特性模型和热/冷储能精细化模型,并定义多元储能综合效率用于控制不同类型储能效率对能源综合利用效率和经济性的影响.建立多元储能协同配置模型,该模型用于得到多元储能额定容量、功率、位置等规划方案,以经济性、环保性为目标,有机融合了典型日优化运行;采用遗传算法和Gurobi求解器相结合的混合策略求解.算例表明多元储能协同配置、协调运行具有优越性;考虑多元储能之间的统一性和差异性有助于得到更加全面的储能配置方案.     

分布式电池储能系统参与自动发电控制的协调控制方法

分布式电池储能系统(BESS)的协调控制是储能应用中的关键问题。针对聚合多样性BESS参与自动发电控制的应用场景,文中首先提出了基于BESS集群荷电状态(SOC)的集群能量平衡反馈控制结构;然后针对充放电损耗与电池老化建立了BESS的服务成本模型,定义了每个控制周期的边际损耗成本和边际老化成本,据此提出了基于市场机制的无需迭代的控制方法,实现了控制目标在BESS集群内的实时最优分配;最后在仿真中对比了BESS聚合器的多种SOC控制方法以及BESS的多种协调控制方法,验证了所提出方法的有效性。     

计及柔性负荷的主动配电网多源协调优化控制

发展主动配电网是消纳间歇性分布式能源的有效途径。文中研究主动配电网的优化运行控制技术,提出了全网集中优化、区域协调校正的控制方法。在长周期内协调全网有功和无功资源,基于半定规划理论建立了以网损最小为目标的最优潮流模型,实施全网优化控制。在短周期内,将电网划分为若干个可控区域,提出了区域内分布式电源、电压无功设备、柔性负荷的协调校正控制策略,跟踪全网优化控制给出的区域运行目标。仿真算例表明,全网优化控制能有效降低网损,区域校正控制能准确跟踪全网优化目标,将电网始终维持在最优运行状态。     

含虚拟储能的配网源荷协同区域稳定控制研究

为解决主动配电网中系统功率和电压波动等问题,在储能系统中引入虚拟储能,提出一种配网源荷协同区域稳定控制策略.首先采用双层源荷协同控制策略,上层控制采用分布式发电与储能系统的协调,下层控制基于蓄电池和虚拟储能的动态特性进行协同优化控制.然后建立源荷储系统优化配置模型,并寻求最优协同控制方案.最后通过算例验证了所提源荷协同...     

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

可再生能源多能互补制-储-运氢关键技术综述

有效利用氢能是目前解决能源短缺及污染严重问题的有效手段,可再生能源制氢技术是氢能得到应用和发展的基石.首先,对制氢技术的基本原理及可再生能源互补系统制氢技术优势进行了简要概括.然后,基于可再生能源的氢能在国内外的研究发展历程,将目前已解决或达成共识的问题进行归纳,对目前的氢能发展水平进行总结.在此基础上,对基于可再生能...