乡村配电网供能范围与负荷调控技术协同优化方法

乡村用户较为分散、用电负荷密度低,其配电网设备利用率远低于城镇。各用户负荷曲线的波动特征不同,不同用户组合后总负荷曲线的平准化程度不同,对配电网的供能范围进行优化具有提升线路和设备利用率的潜力。同时,各类需求侧负荷调控技术的应用也可调整用户的负荷曲线,减小各用户的供电峰谷差。为实现乡村配电网规划和需求侧负荷调控方案协同优化,在对农村配电网构建成本、用户需求侧负荷调控成本进行数学描述的基础上,构建了用户聚合和各用户需求侧负荷调控协同优化模型,对各用户需求调控和配网线路供能范围进行综合优化。案例研究表明,对配电网供能范围和用户需求侧负荷调控措施进行协同优化,可以明显提升农网线路及附属设备的平均利用率,减少农村电网建设成本。     

基于配网潮流追踪的可再生能源有功调度与节点集群需求响应策略研究

随着能源短缺和环境保护问题日益凸显,可再生能源的投入电网比例逐年提升;另一方面,随着电力系统用户负荷日趋多样化,以及通信和控制技术不断升级,需求侧可控柔性负荷比例也逐渐提升。主动配电网(activedistribution network,ADN)的核心技术之一就是合理利用需求侧可控负荷(demand side controllable load,DSCL)资源,实现与可再生能源的协同配合,为电网提供诸如波动平抑、负荷跟踪等多种辅助服务。该文提出一种面向"可再生能源–配电网络–需求侧可控负荷"互动,基于聚合信息的ADN分层协同调控框架,上层采用配网潮流追踪算法实现ADN可再生能源的有功调度,下层基于可控资源节点控制成本,设计以不同需求响应参与主体(电力公司和电力用户)为核心的优化函数,应用基于参数序列化的DSCL精准化控制策略,实现多种典型负荷资源最优需求响应,以到达平抑ADN联络线功率波动的目的。仿真结果表明:所提出的节点集群需求响应控制策略和不同优化函数,能够反应各主体的调控特性,基于所分配的调控目标,控制效果良好,对可再生能源集成起到积极作用。     

考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

光伏、储能和需求侧响应的协调运行可有效平抑负荷波动并提升配电网运行的经济性。为实现通过主动运行提升配电网资产利用率的目标,本文首先改进了主动配电网的运行策略,在电网正常状态下,考虑了用户舒适度以及用电经济性的双重需求,建立了基于启发式滑动数据窗滚动技术的价格型空调快速响应模型;在电网故障状态下,提出了考虑用户赔偿的激励型空调负荷响应模型,以及故障状态下存在互联的馈线组内广义需求侧资源协调调度的共享策略,以减少线路的冗余备用。其次,建立了基于以上运行策略的配电网主动运行收益模型,以及以配电网效益最大为目标的配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协同优化模型。最后,以改进的IEEE-33节点配电系统为算例进行了仿真。仿真结果验证了所提模型的有效性,并探讨了用户负荷需求侧资源参与程度对储能配置的影响以及共享机制对提升配电线路利用率的贡献,为主动配电网广义需求侧资源优化配置提供了参考。     

基于负荷数据分析的用户侧用电感知与失电影响评估方法研究

提出一种基于调度侧配电网负荷数据分析进行负荷性质辨识与用户侧用电感知、失电影响评估的方法。利用调度自动化系统中的负荷数据,首先通过基于时间序列趋势的模糊C均值聚类方法求解馈线负荷曲线与典型负荷曲线的隶属度,判断馈线负荷性质;然后利用用户侧多维系统中历史数据,通过基于用电量积分的概率谱方法,分析线路负荷异常波动对应的用户侧实际用电感知及故障影响。实际案例分析表明:该方法能够根据调度侧负荷数据分析,正确辨识配电线路的负荷性质,精准评估用户侧失电影响,建立配网运行数据与客户用电感知之间的实时映射,辅助配网调控人员根据用户需求开展方式调整与故障处置。     

考虑系统与用户双侧协同的区域多能源系统运行优化

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及用户负荷需求曲线进行日前优化,系统侧在优化供能设备出力的基础上,提出通过调节能源转换设备的分配因子来提高系统中多种能源需求的匹配度;并在用户侧的综合能源需求响应中加入用能替代来提升用户侧可响应容量。最后,利用粒子群算法求解模型,并通过算例验证,计及用能替代的系统与用户协同优化实现了内部供能设备的高效运行,有效降低了运营商的用能成本,增加了收益。     

考虑系统与用户双侧协同的区域多能源系统运行优化

区域综合能源系统(IMES)中设备类型日益丰富使多种能源交互过程复杂,也对运行优化提出了更高要求。本文以区域能源运营商为主体,在系统侧和用户侧同时利用了IMES的多能互补特性,建立了双侧协同运行优化模型。IMES根据实时能源价格以及用户负荷需求曲线进行日前优化,系统侧在优化供能设备出力的基础上,提出通过调节能源转换设备的分配因子来提高系统中多种能源需求的匹配度;并在用户侧的综合能源需求响应中加入用能替代来提升用户侧可响应容量。最后,利用粒子群算法求解模型,并通过算例验证,计及用能替代的系统与用户协同优化实现了内部供能设备的高效运行,有效降低了运营商的用能成本,增加了收益。     

计及负荷分类及其需求响应的配电网设备利用率提高方法

为提高配电网设备能源利用率,提出一种计及负荷分类及其需求响应的配电网设备能源利用率提高方法。采用LSTM自编码器对典型日负荷进行特征提取,再用改进Kmeans负荷聚类算法对特征序列进行聚类分析。基于负荷分类结果建立计及分类负荷分时需求响应的配电网设备能源利用率优化模型,该模型以设备能源利用率和用户满意度最大为目标。算例分析结果表明,所提方法能更好地激发各类负荷需求响应潜力,通过分类负荷分时需求响应引导用户削峰填谷,有效提高配电网能源利用率;通过合理设置能源利用率和用户满意度目标权重,实现系统能源利用率和用户满意度的平衡。     

交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略

规模化电动汽车接入电网在各时段均存在一定可调控潜力,可通过充放电优化运行的方式调控电动汽车集群参与电网需求响应,提升配电网充裕水平。提出了一种交通–配电网耦合模式下的电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略,利用挖掘出的灵活性对配电网可靠性进行提升。首先建立交通–配电网耦合系统,模拟用户状态参数变化得到日内电动汽车用户初始充电负荷时空分布。以电量–时间响应裕度指标为依据将各节点入网电动汽车聚类为充电集群,可延迟充电集群和放电能力集群。之后根据交通–配电网耦合关系分析得到各配电网节点的动态可调控裕度,进而实现对各节点电动汽车集群参与响应的协同优化调控。仿真结果表明,基于交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度所提的优化运行策略可在兼顾用户出行的同时提升电网可靠性。     

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.     

一种基于罚函数的农网配电台区低电压治理研究

随着我国农村经济的迅速发展,农网的低电压现象愈发频繁,因此急需采取有效的措施。不同于传统通过提升低压用户负荷需求管理、加强中低压供配电设施运维管理以及增设10 kV馈线调压装置等的农网低电压治理手段,本文将农村配电网低电压治理推向智能化电网建设层面,通过建立DAVC下的低压台区综合调控模型,实现低压配电网配电台区负荷侧电压的实时监测、数据采集以及自动优化一体化控制,并为协调高中压农村配网实现联调治理指出了方向。最后结合农网负荷特性引入罚函数对农村某低压配电网进行试验并验证了算法的可行性。     

面向能源互联网的新型需求侧管理模式研究

目前,能源互联网已经成为我国电力系统发展的主要方向。能源互联网的建设将在很大程度上改变目前能源利用现状和管理模式。从需求侧管理的角度,阐述能源互联网条件下的新型控制策略,传统的需求侧管理是基于电网与用户的相互作用,通过相关协议达到对负荷的部分可控,能源互联网的发展,使得用户侧的信息交互更加重要与频繁,同时由于各种能源发电形式的接入,使得对用户的负荷管理也越来越重要。提出一种面向能源互联网的需求侧管理方法,该方法利用用户侧健全的通讯基础设施,在每个用户的智能量测设备中增加用电计划控制模块,该模块借助博弈论的思想使每个用户根据其他用户的用电计划制定出使得自己用电支出最小的用电计划,最终得到所有用户的能源消费计划。在整体的能源消费计划下,达到系统运行的峰均比和发电成本最小。最后,通过实例仿真证明了该负荷管理模式的有效性。     

考虑供给-需求调控成本动态变化的园区供用能综合优化模型

对于包含柔性负荷的园区级综合能源系统,可通过调整各能源转换设备的出力改变冷、热、电、蒸汽等能源产品的供给量,也可通过需求侧管理调整各类能源产品的实时需求量。各能源转换设备出力调节及需求管控措施均需相应的成本,有必要对冷、热、电及蒸汽等能源产品的生产侧和需求侧进行综合协调。通过构建冷热电气各类能源转换系统与需求调节措施动态成本的数学模型,以供用能综合成本最低为目标,对能源转换设备出力和需求调节进行综合优化。结果表明：同单纯调节能源转换设备出力相比,园区能源转换设备出力与需求综合调控可进一步降低供用能成本。     

考虑供给-需求调控成本动态变化的园区供用能综合优化模型

对于包含柔性负荷的园区级综合能源系统,可通过调整各能源转换设备的出力改变冷、热、电、蒸汽等能源产品的供给量,也可通过需求侧管理调整各类能源产品的实时需求量。各能源转换设备出力调节及需求管控措施均需相应的成本,有必要对冷、热、电及蒸汽等能源产品的生产侧和需求侧进行综合协调。通过构建冷热电气各类能源转换系统与需求调节措施动态成本的数学模型,以供用能综合成本最低为目标,对能源转换设备出力和需求调节进行综合优化。结果表明：同单纯调节能源转换设备出力相比,园区能源转换设备出力与需求综合调控可进一步降低供用能成本。     

基于改进贪婪算法的多场景负荷组合优化

随着售电侧市场化竞争格局的逐步形成,售电公司通过负荷组合优化,在用户侧可以提高负荷率,降低购电成本,在供电侧可以提高设备利用率,降低线路损耗,提高电网安全运行水平和供电质量。针对不同发展阶段的售电公司如何根据电力负荷的互补性、多样性整合优化用户资源的问题,首先基于用户负荷特性分析,提出了分别在购售电利益、交易电量及综合负荷率最大的场景下用户负荷组合优化模型。其次,对贪婪搜索算法进行改进,引入随机因子,解决算法在初始估计和优化效果判定上的缺陷,提高了算法求解的质量与精度。最后采用改进贪婪搜索算法求解不同场景下的组合优化模型,验证了该算法在求解该组合优化问题时具有更强的搜索能力和适应性。     

基于需求侧响应的分布式冷热电联供系统能量管理策略

分布式冷热电联供系统(distributed combined cooling,heating and power system,DCCHP)因其高效的能源利用率成为区域综合能源系统的有效实现形式,同时随着需求侧响应(demand response,DR)技术的发展,通过管控用户用能行为来提高能源系统性能成为目前研究的热点。基于此,文章建立了区域能量管理系统(regional energy management system,REM S)并提出了一种基于DR的DCCHP能量管理策略。在用户侧,对系统负荷进行分类并建立考虑用户满意度反馈及动态费用补偿的DR控制模型。REMS用能方式管控子系统,针对冷热电负荷各自的特点及组成,以DR补偿费用及负荷峰谷差最小为目标优化初始负荷曲线形态。在供能侧,将优化后的负荷数据输入REMS设备出力调度子系统,以DCCHP综合成本最小为目标经济管控系统设备出力。算例仿真结果证明所提策略可有效提高系统能源利用率、降低成本,实现供需双侧的共同优化。     

区分工作日和非工作日负荷的用户侧储能多目标优化策略

在两部制电价下,为了更高效地利用储能提升用户的综合效益,通过构建需量管理、储能收益、负荷波动幅度增加率及SOC过程控制模型,提出了区分工作日和非工作日负荷的用户侧储能多目标优化策略,可有效实现降低用户月度用电成本、降低负荷波动幅度增加率及减少储能充放电及待机状态转换次数的多目标优化,并利用Matlab调用Cplex求解器对某大工业用户进行算例优化,验证了策略的可行性。     

基于供需双侧互动的随机机组组合模型及经济调度优化研究

我国西北地区具有大规模的风电等可再生装机,但受风速等自然条件影响,可再生能源出力具有较强的随机波动性,同时,需求侧负荷受用户用电行为影响,也具有一定的随机性。有研究表明,探究电力系统供需双侧随机性,并提出对应的协调优化方法,对于平抑需求侧峰谷差和促进风电等新能源消纳具有重要的理论价值和实际意义,但目前相关领域研究较少。为此,文章提出一个供需双侧互动的随机机组组合模型,用于大规模新能源发电与需求侧负荷双侧耦合模式下的调度优化,并采用实际案例与传统有序用电模式及需求响应竞价模式进行对比,验证了所提双侧耦合模式的有效性和优越性。