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。     

基于广义需求侧资源的微网运行优化

智能电网技术为需求侧响应的实施和各类分布式能源的接入创造了良好条件.文中分析了分布式发电、负荷、储能等3类资源在微网运行优化中各自发挥的作用和协调关系,将其视为广义需求侧资源,建立基于“源-荷储”三维架构、更具弹性的微网运行优化构架.为降低微网运行优化问题的维度,提出将启发式规则与粒子群算法相结合的求解模型,首先利用启发式规则形成储能与负荷的优化策略,然后利用多目标粒子群形成电源的优化策略.为兼顾优化控制结果的稳定性和精确性,采用滚动时间窗优化方法.算例对比分析了各类需求侧资源对微网运行优化的效果,验证了所提方法的有效性.     

基于广义需求侧资源的微网运行优化

智能电网技术为需求侧响应的实施和各类分布式能源的接入创造了良好条件。文中分析了分布式发电、负荷、储能等3类资源在微网运行优化中各自发挥的作用和协调关系,将其视为广义需求侧资源,建立基于"源—荷—储"三维架构、更具弹性的微网运行优化构架。为降低微网运行优化问题的维度,提出将启发式规则与粒子群算法相结合的求解模型,首先利用启发式规则形成储能与负荷的优化策略,然后利用多目标粒子群形成电源的优化策略。为兼顾优化控制结果的稳定性和精确性,采用滚动时间窗优化方法。算例对比分析了各类需求侧资源对微网运行优化的效果,验证了所提方法的有效性。     

考虑广义储能的微电网联合规划

针对微电网的联合规划问题,提出了常规储能以及可转移负荷、可削减负荷、电动汽车等广义储能的响应模型。根据灵活性需求,对日广义负荷曲线进行场景多维聚类。以综合成本、灵活性资源不匹配度最小以及风光电源的消纳量最大为目标函数,计及孤岛运行等约束,建立多目标的混合整数非线性规划模型。将多目标模型转化为单目标模型并采用CPLEX求解器进行求解,得到网架的最佳架设方案以及分布式电源、储能装置的最佳接入地点和容量。以某地区低压微电网为例,验证了考虑广义储能规划方案的优势和所提模型的有效性。算例分析结果表明,在运行过程中将可控负荷和电动汽车参与到负荷调节,使微电网的灵活性资源增加,可以减少规划过程中一次设备的投资,提高运行的灵活性,促进清洁能源的消纳。     

计及广义需求侧资源的用户侧自动响应机理与关键问题

自动需求响应是智能电网的关键技术之一,在广义需求侧资源接入的情况下,对用户侧如何实施自动需求响应提出了更高要求。首先,介绍了用户侧的智能用电单元的基本形态,分析了负荷、分布式电源、储能与电动汽车等需求侧资源的适用性;提出了"独立用户+节点型智能用电单元"与"集体用户+聚合型智能用电单元"两种用户自动需求响应运行模式,并给出了相应的电气与信息架构。其次,从系统架构设计、用户负荷特征及负荷预测、负荷可调控性及控制模型、优化模型与方法等多个方面综述了用户侧自动需求响应的国内外研究现状及发展动态。最后,总结分析认为用户侧短期负荷预测、负荷可调控性与可计划性模型、面向自动需求响应的优化运行、综合效益评估等是需要进一步研究的关键问题。     

考虑需求响应并计及液流电池动态特性的主动配电网系统储能优化配置

针对含分布式电源的主动配电网储能系统配置及其运行的需要,研究需求侧响应和电池储能动态特性对含分布式电源的主动配电网储能系统配置与优化运行的影响。在峰谷分时电价的基础上,建立基于电量电价弹性的用户需求响应模型,提出一种考虑风光最大消纳并计及液流电池储能系统动态特性的储能优化配置方法,以全钒液流电池储能系统的成本、直接经济效益、弃风光损失为优化目标,利用动态规划算法进行求解。仿真结果表明考虑需求后的主动配电网储能系统配置结果能够获得更好的经济性,降低对储能容量的要求,同时储能系统的动态特性表明系统运行的效率与负荷及分布式电源出力特性有关,全钒液流电池储能系统具有较高的效率。     

基于分布式需求侧资源备调池的低频减载优化策略研究

随着互联网信息技术和需求响应技术的发展,具备灵活调节特性的可控负荷可作为削减资源参与到电网低频故障下的紧急调控中。以温控负荷、电动汽车和储能设备为典型,将需求侧多类可控负荷纳入可削减资源范畴,提出了需求侧资源备调池(以下简称:资源池)的概念,建立了需求侧资源聚合可调容量模型;然后基于资源池分布式部署特点,提出了资源池内多类可控负荷协同控制方案及流程;最后基于所提控制方案,将资源池用于改进低频减载策略,完成了紧急调控场景下的负荷减载优化。算例仿真表明,通过资源池内多类负荷协同控制,能够在较小影响用户用电体验的基础上,提供较长时域的功率削减,为电力系统低频故障恢复争取时间。     

基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度

常规的配电网调度模式中,往往通过可控分布式电源、储能和柔性负荷来调节预测误差和实时波动,粗略地预测负荷值,这使得负荷预测往往不够精准,而且用可控分布式电源、柔性负荷或储能平衡配电网负荷波动,会造成较大的波动成本和备用成本。对此提出一种基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度方法。采用模糊聚类的方法,对负荷进行集群划分,利用极限学习机对负荷进行集群预测。基于预测值,先以有功调度成本最低进行日前调度,再在日前调度的基础上进行修正,以可控分布式出力修正量最小、储能出力修正量最小、柔性负荷修正量最小为目标进行实时调度。     

基于虚拟电厂优化算法的负荷聚合商收益分析

针对大量分布式电源接入电网带来的配电网调度和控制问题,和电网日益严重的峰谷差问题,需求响应成为电网调控的必要手段.负荷聚合商通过虚拟电厂技术,将热电联产、光伏、分布式储能、可中断负荷等分布式资源进行聚合,挖掘可控负荷和储能的需求响应价值,实现了区域配电网的源-网-荷协调优化控制机制.首先建立虚拟电厂双层优化模型,上层以负荷聚合商收益最大为最优目标,以各分布式资源自身限制等为约束条件,下层以储能和可中断负荷自身收益最大化为最优目标,以储能和可中断负荷自身限制为约束条件,采用CPLEX求解器进行求解.然后,对单纯价格型需求响应、各主体独自参与激励型需求响应、以虚拟电厂形式参与激励型需求响应3种形式下的负荷聚合商、储能装置、用户的效益进行了分析.最后,通过计算结果的效益分析,证明了此应用场景下以虚拟电厂方式参与激励型需求响应能提升负荷聚合商和储能装置的经济收益.     

新电改背景下产业园区供电系统容量优化配置方法

产业园区作为新一轮电力体制改革的重要试点,利用分布式新能源发电来替代传统的集中式供电模式是其供电系统发展的重要趋势之一。开展了产业园区供电系统规划中分布式电源/储能系统优化配置问题的研究,重点研究了多能互补、源—储—荷协调互动和基于日前分时电价的需求侧响应对于容量优化配置方案的影响。为了表征多能互补特性,提出了分布式电源供电电量不足比和分布式电源供电不足小时数比两个指标。在需求侧响应建模时,针对利用电力需求弹性矩阵建模存在着电量转移不平衡及需求侧过度响应等问题,提出了改进的需求侧响应模型。在此基础上,建立了以总费用最小为优化目标的产业园区供电系统分布式电源/储能系统优化配置模型,并利用遗传算法与模式搜索算法相结合的组合型智能算法对优化配置模型进行求解,最后利用典型算例对提出的优化配置方法进行了分析验证。     

考虑运行控制策略的广义储能资源与分布式电源联合规划

针对广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出了包含实际储能、可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷的响应特性模型。进一步通过双层优化架构求解考虑运行控制策略的广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出不同可调控资源选址定容的实际意义与方法,上层采用改进多目标粒子群算法搜索两部分资源的选址定容方案,下层采用分支定界法求解广义储能的运行优化策略,通过上下层交替优化实现资源的联合优化配置。以IEEE 33节点配电系统进行多场景的仿真分析,结果验证了所提模型的实用性,并说明了联合规划和虚拟储能参与调控的优势与意义。     

基于物联网的分布式资源需求响应和能量管理平台

为了应对电池储能和用户侧可调负荷等分布式资源数量多、分布广而带来的能量管控难度大的问题,本文结合储能及用户可调资源管控需求,设计了一种基于物联网的分布式资源需求响应和能量管理平台.该平台以物联网技术为基础,能够实现电池储能和用户侧可调负荷等分布式资源数据采集、业务运营、智能调度、需求侧响应和能量管理.实际应用结果表明:...     

考虑可控负荷的多区域电力系统分布式模型预测负荷频率控制

由于同步发电机的惯性较大,导致传统的集中式负荷频率控制模式反应不够迅速,而用户侧具有快速响应能力的可控负荷资源为系统的频率调节提供了新机遇。研究了考虑用户侧可控负荷资源主动参与系统频率调节的多区域互联电力系统分布式模型预测负荷频率控制问题。通过建立的含可控负荷的多区域互联电力系统负荷频率响应模型及自动发电控制模型,基于连续时域交替方向乘子法和分布式模型预测控制方法,提出了一种用户侧可控负荷资源主动参与的多区域互联电力系统分布式模型预测最优负荷频率控制模型。基于修改的IEEE39节点三区域互联电力系统进行仿真验证,结果表明所提考虑可控负荷的分布式模型预测控制策略可显著减少系统恢复至稳态所需的时间。分布式控制策略的控制自由度更高,增强了系统的可控性。     

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。     

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。     

广义电源高压配网替代容量的评估方法

主动配电网中分布式电源、储能及需求侧可控负荷的接入提高了系统的可靠性,可代替高压配电网承担部分负荷。为评估广义电源的容量价值,根据等可靠性原则,提出了广义电源高压配网可信容量的评估方法,采用弦截法和状态转移序贯蒙特卡洛法进行求解。算例中量化分析了广义电源在多种高压配电网典型接线模式下的可信容量,验证了所提方法的有效性,为主动配电网变电站容量规划及网架结构选择提供了参考。     

计及需求响应的主动配电网短期负荷预测

随着分布式电源、电动汽车及储能等广义需求响应资源的接入,用户在电力市场各种激励影响下进行需求响应,将改变负荷特性并影响负荷预测。根据需求响应计划信号的可预知性及季节性基础负荷的独立性,利用小波分解等方法对主动配电网负荷在不同层面上进行了分解,形成季节性基础负荷和需求响应信号及各种气象因素作用的负荷部分,利用时间序列模型对季节性基础负荷进行预测,利用支持向量回归模型对需求响应信号及气象因素影响的负荷部分进行预测,形成组合预测模型,两部分预测负荷叠加得到总负荷。利用线性时变模型仿真的主动配电网负荷数据算例,进行了预测测试与分析,通过与其他方法相比较,证明了所提方法预测计及需求响应的主动配电网负荷的有效性及精确度。     

基于精细化模型的需求侧响应策略分析

提出了居民侧负荷中的热力学可控负荷(空调系统和热水器)的精细化模型。详细分析了电价信号对其的调控方式。并以IEEE13节点典型馈线系统为例,在固定电价、分时电价和实时电价策略的激励下对系统进行了仿真,详细分析了居民侧负荷在不同电价的激励下负荷行为的改变,以及在配网中加入波动性大的分布式电源后配网注入功率被需求侧响应资源调节的情况。该研究得出了需求侧响应在平缓分布式电源的波动性及削减负荷高峰方面可做出贡献的结论。     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法

分布式电源和大量用户侧可调资源的接入使得通过需求侧响应提高系统的用能效率、节约用电成本以及实现清洁能源转型成为现实。然而,分布式发电的不确定性和间歇性以及用户负荷的随机波动使得依赖于预测数据的模型驱动调度方法存在预测误差导致调度效果不佳的问题。针对以上问题,提出了一种基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法。该方法首先建立家庭能量系统的数学模型,然后利用历史数据基于模型驱动方法构建训练数据集;所构建的训练数据集将用于人工神经网络的监督学习,从而建立基于数据驱动的调度决策模型;之后,在新的场景到来时由该模型输出调度结果并施加设备约束得到调度决策。仿真表明,所述方法可以基于电价变化协调用电器和储能系统的运行,在保证用电器和储能系统安全运行的前提下实现经济运行。