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。     

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。     

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。     

可调节负荷资源参与电网调控的思考与技术实践

随着新能源规模的发展和电网特性的变化,传统调节资源的调度空间越来越小,亟须有效拓展电网调节资源,推动"源随荷动"传统模式向"源荷互动"协同模式转变。在未改变现有智能电网调度控制系统结构的前提下,提出了可调节负荷资源参与电网调控的技术架构和若干技术。可调节负荷资源通过聚合商运营平台汇聚后与调度端负荷调控平台对接,构建调控机构-聚合商-负荷资源三级业务体系,实现调控机构与聚合商的监视、控制和市场等数据的实时交互,支撑负荷资源通过功率连续调节参与全网调度优化。中国华北电网对北京地区有序充电桩和分布式储能集群开展了168 h闭环控制,验证了文中所提技术路线的可行性。该路线陆续支撑了多个可调节负荷聚合商参与华北调峰辅助服务市场。最后,对大规模可调节负荷资源参与电网调控须面对和解决的技术问题进行了思考和展望。     

电动汽车与电网互动：综述与展望

随着新能源发电、电动汽车的大规模发展,电网的调节能力持续下降,新能源消纳的压力日益增加,配电网的薄弱性逐渐暴露。电动汽车与电网互动技术的推广应用对于充电需求的满足、配电网建设压力的缓解、电动汽车灵活性资源的利用及新能源消纳都具有重要意义。文中从电动汽车与电网互动的技术研究、相关政策与标准制定、基础设施及能量管理等平台、信息安全以及示范应用五大方面入手,对电动汽车与电网互动领域的研究现状进行了系统总结,指出了现有研究中的不足之处,并进一步探讨了未来电动汽车与电网互动领域的潜在研究方向。     

基于云边协同技术的柔性负荷聚合调控系统设计

作为发电调度的补充,柔性负荷调度能够削峰填谷、平衡间歇式能源波动和提供辅助服务,是丰富电网调度运行的调节手段,在电网调频调峰和新能源消纳中具有较大的调控潜力。首先,提出了一种“柔性负荷聚合调控云平台-智能边缘计算终端-客户侧能源信息物理系统”的优化调控架构;其次,借鉴云计算和边缘计算协同的架构理念,设计一套柔性负荷聚合调控系统,实现柔性负荷的聚合调控;再次,研究柔性负荷聚合调控策略,构建云边协同的多类型弹性负荷调控算法;最后,基于苏州同里小镇的实际场景,对温控负荷、电动汽车、储能参与聚合调控进行了仿真与算例验证。     

电动汽车与温控负荷虚拟电厂协同优化控制策略

电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务.首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型.在此基础上分析上述两种可控负荷在入网和用能过程中的响应特性,并结合两种可控负荷的接入状态,提出了电动汽车和温控负荷虚拟电厂模型...     

考虑5G宏基站空调负荷参与需求响应的潜力分析

随着5G网络的大规模应用,基站的能耗管理与优化是保证电网运行稳定性的同时,促进新能源电力消纳、优化用户用电行为所采取的行动之一。5G宏基站耗能设备参与需求响应能够在降低基站用电成本的同时为电力系统提供可调节资源。针对不断扩建的5G基站,提出了一种5G宏基站参与需求响应的负荷计算方法,并分析其参与需求响应的潜力。首先分析了基站无线利用率与能耗的关系,对基站通信设备及空调系统建模。其次,考虑通信设备以通道关断方式助力空调负荷参与需求响应的运行模式,并以典型日负荷参与需求响应为例,分析了该模式下基站空调负荷参与需求响应的潜力,仿真结果表明,基站通信设备采用智能通道关断可以增加空调负荷参与需求响应的潜力。     

湖北电网需求侧资源利用实践与分析

随着湖北电网新能源发电占比不断提高和负荷“尖峰化”趋势加强,亟需充分挖掘利用需求侧资源潜力,推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变。在分析湖北电网2022年迎峰度夏负荷资源结构特点、需求响应典型实践情况基础上,从资源利用方式、资源库建设、系统支撑能力和技术支撑水平4个方面提出了当前湖北电网需求侧资源利用的主要问题及下一步技术措施。     

柔性负荷互动影响量化评估方法

负荷侧资源参与电网调控运行是平衡以风电为代表的新能源波动的重要手段之一。但柔性负荷响应的随机性、自主性与无序性也将给电网运行带来更多的不确定性。为评估柔性负荷参与电网互动的效果和影响,提出了柔性负荷互动影响评估的技术框架;建立了基于电价和激励机制的互动响应模型,并从柔性负荷的互动参与度、互动效果和电网安全性3个方面构建了评估指标体系,设计了计及互动演变过程的量化评估方法。通过对IEEE 39节点的算例分析,验证了模型、指标和分析方法的有效性。     

消纳风电预测偏差功率的电采暖负荷群运行调度策略

构建以新能源为主体的新型电力系统将面临尖锐的调节资源供需矛盾,电采暖负荷具有可时移特性,是优质的存量可调节资源。拟挖掘电采暖负荷调节功率作为电网辅助备用,针对风电功率预测偏差消纳问题,设计了负荷聚合商响应风电预测偏差功率的调度架构,构建了电采暖负荷群响应风电预测偏差功率的轮流调控响应策略以最大化消纳偏差功率,设计了电采暖负荷群-风电场算例系统,基于此对所提出的电采暖负荷群响应风电预测偏差调控方法的有效性进行了仿真验证,并分析了负荷群参与响应后的经济性。     

基于模糊融合的多元温控负荷群调控及风电消纳策略

需求侧资源在电网的供需平衡调节中起到了越来越重要的作用，以温控负荷为例，研究了多元负荷的联合调控方法。首先，针对电热水器和空调负荷的用户用电差异化约束，提出了基于模糊隶属模型的归一化约束评价方法；其次，基于模糊隶属评价方法，构建了多元温控负荷集群调控潜力模型，并提出电热水器与空调负荷联合调控的协同方法；最 后，将所提协同控制方法用于风电消纳场景，实现了负荷精准控制。算例表明，所提方法能够在照顾到用户满意度的基础上，实现调控的均衡化与公平化，并达到良好的消纳效果。     

区域电能服务管理系统技术方案研究

新能源具有随机性和波动性,其大量接入造成电网调节能力下降。但为缓解传统能源枯竭问题,新能源接入的比例还将进一步提高。因此,当前电网调节方法将面临巨大的挑战。同时用户侧大量可控负荷接入为用户侧负荷参与电网调节奠定了基础。区域电能服务管理系统则通过物联网聚合大量可控负荷,通过规模效应参与电网调节,可有效地缓解新能源及大量用户负荷无序接入电网带来的负面影响。分别从系统架构、用户参与方式、数据处理方式及系统安全等方面论述系统的技术方案。通过该系统可以聚合大量的可控参与电网调节,在降低用户用电费用的同时提高电网的调节能力,使得用户及电网运行企业达到双赢。     

计及多类型可调度柔性负荷响应的电力系统经济调度策略

引导负荷侧柔性资源参与电力系统调度具有良好的经济效益和环境效益。电力系统中包含的负荷种类繁多，而当前的研究往往只关注单一类型负荷的调控却忽略了多类型负荷间的协调配合。为了解决这一问题，本文提出一种计及多类型可调度柔性负荷参与的电力系统经济调度策略。首先，本文建立了电压敏感型商业负荷的数学模型，采用电压-功率关系刻画商业负荷用电行为，引入灵敏度分析方法评估商业负荷功率可调范围；然后将商业负荷功率调节裕度作为一种灵活备用资源，纳入到工业负荷调度体系中，实现工商业负荷的协同调度；最后，通过改进的IEEE-30节点测试系统说明了多类型可调度负荷参与调度能充分发掘工商业负荷的调度潜力，有效提高区域的新能源消纳水平。     

典型居民温控负荷建模及聚合特性研究

智能电网的发展为温控负荷参与电网调度提供硬件支撑。为研究温控负荷为电网提供负荷调度的容量特性,首先根据居民典型温控负荷的工作特性,建立可准确描述单个温控负荷工作原理的物理模型,并在此基础上通过核平滑技术建立了小区温控负荷的聚合模型,进而求得聚合负荷功率需求与相关参数的变化特性。最后对小区温控负荷的可调度容量做了相关特性分析,算例结果验证了所述方法的有效性。     

高弹性电网下新能源消纳研究

为制定新能源合理性发展战略,文中提出了一种高弹性电网下新能源消纳方法。首先,分析了新能源并网影响;然后,构建了高弹性电网下新能源消纳框架,通过电源、电网和负荷方面协调调度,提升新能源消纳能力,并提出多种新能源消纳项目;最后,通过案例仿真采用“移动变压器”和退役电池接入方案减小等效负荷峰谷差,提高系统调节能力,通过移动变压器灵敏性分析得到退役电池最佳配置容量,结果证明了所提方法对新能源消纳的促进作用。     

高可再生能源比例下的山东电力系统储能需求分析及省级政策研究

山东电力系统面临新能源发电消纳困难、高峰供电不足的问题,亟需提升电力系统调节能力。储能是提升电力系统调节能力的重要手段。本文分析了山东电力系统现状和面临的主要问题,从新能源消纳和高峰负荷供给2个方面,运用电力系统规划方法分析山东对储能的需求,提出山东电网主要缺乏调峰资源,对调频需求量不大,并提出了适合山东这种火电为主电网的储能发展技术路线。在储能盈利模式和政策制定方面,讨论了电力辅助服务市场、两部制电价和电力现货市场补偿方式,提出参与电力现货市场是未来盈利主方向。     

柔性负荷与电网互动的系统动力学仿真模型

对柔性负荷进行互动调度目的是在保持发、供、用电动态均衡的情况下,选择最佳的用电响应方式,尽量减小峰谷负荷差,尽可能使电网接纳更多的新能源。通过建立基于系统动力学的柔性负荷参与电网互动模型,有效地分析柔性负荷参与电网互动后,峰、平、谷时段用电量的变化以及峰谷分时电价负荷响应量、电动汽车负荷响应量、可中断负荷响应量的系统动态特性,对提升新能源接入比例、电价的影响等特征属性。通过仿真分析,验证了模型在分析柔性负荷与电网相互作用的有效性和合理性。     

我国电力需求响应发展成效及“十四五”工作展望

随着新能源发电占比的不断提高和负荷"尖峰化"趋势加强,电力需求响应在提升电网运行调节能力方面的重要性日益提高.首先梳理了"十三五"时期需求响应工作基础,回顾了需求响应在配合电网削峰填谷、促进新能源消纳、助力电力市场发展3个方面的实践工作.然后分析了"十四五"时期新形势下需求响应业务发展面临的挑战,并从政策机制、市场交易、技术研发、标准实施4个方面给出了相关建议.最后,对未来需求响应发展趋势进行了展望.     

基于优先消纳新能源的电网调峰难度分析指标体系研究

为了分析新能源优先消纳对电网调峰难度的影响规律，并为调度机构合理采取措施提高电网调峰能力提供数据支持，提出了一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法。通过结合电网原始负荷需求和新能源接入后的等效负荷需求曲线，计算出负荷需求峰谷差以及均值、极值、标准差、概率分布等衍生指标，并以此为基础，构建一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析指标体系，用于整体评价电网调峰难度变化。通过分析某省级电网某年度原始负荷需求与等效负荷需求曲线，量化新能源接入对全省电网调峰带来的困难，证明所提方法是有效的。