考虑灵活性供给约束的区域综合能源系统节点边际能价分解分析

高比例分布式可再生能源接入给区域综合能源系统（RIES）的灵活、经济运行带来了巨大挑战。为探究RIES运行灵活性与经济性间的内在机理联系,提出了一种考虑灵活性供给约束的RIES节点边际能价求解方法。首先,构建了市场环境下RIES日前调度模型,该模型重点考虑机组运行灵活性供给约束,包括多能能量供给及多能调节容量约束;然后,基于该模型求解RIES的节点边际能价,并对其进行分解,分析了热电联产机组运行灵活性供给约束对多能能价耦合的影响机理及尖峰价格形成机理;最后,采用电热联合RIES仿真算例进行多场景对比分析,结果表明,所提方法量化了多能运行灵活性供给对节点边际能价的多重影响,有效确定了机组多能灵活性供给的边际成本。     

基于节点电价的主动配电网日前-实时阻塞管理

在主动配电网中分布式资源(distributed energy resources，DERs)渗透率不断上升及电力市场改革不断推进的背景下，高比例DERs引起的线路过载和节点电压越限等网络阻塞现象不容忽视。针对主动配电网的阻塞问题，该文提出基于配电网节点电价(distribution location marginal price，DLMP)的日前-实时阻塞管理模型。在日前阶段，各负荷聚合商(aggregator，Agg)首先预测日前市场电价并收集相关DERs信息，然后配电网管理员在保证用户用电需求的同时使其用电支出最小，并兼顾网络约束制定DLMP发布给Agg，Agg得到日前交易计划；在实时阶段，各Agg更新DERs信息，并根据配电网管理员更新的DLMP重新调整日前交易产生的偏差。最后，通过IEEE33节点算例进行仿真验证，结果表明提出的阻塞管理模型可以有效解决主动配电网在日前和实时两阶段的阻塞问题，保证线路容量及节点电压在允许的安全范围内。     

需求侧灵活性资源参与调频辅助服务的备用优化与实时调度

需求侧资源有潜力通过其灵活性缓和系统的短期功率不平衡,但也会面临用电不确定性的挑战.文中面向用户侧用电不确定性及调频备用需求,以含电动汽车、温控负荷的聚合商为例,建立了参与调频辅助服务的备用优化与实时调度模型.在日前市场上报阶段,基于电量空间对实时运行的风险成本进行评估,实现能量和备用联合优化;在实时控制阶段,基于电量...     

考虑灵活性收益的需求侧资源可行域聚合方法

为实现需求侧灵活性资源的高效协同调控,一般将其以聚合体的形式参与电力市场。灵活性资源聚合问题的数学本质是求取若干资源运行可行域的闵科沃夫斯基和,该问题的计算负担随聚合对象的维度和数量增加呈指数增长趋势。考虑灵活性在不同时段的收益差异,利用奇诺多面体表征参数的特殊性质实现可行域快速聚合。首先,建立灵活性资源可行域在奇诺多面体表征形式下的近似模型,相较现有模型保留爬坡特性对可行域边界特征的影响;然后,引入随机搜索方法,提升可行域近似模型的求解效率;最后,考虑灵活性资源出力在不同时段的收益差异,提出可行域近似模型的优化目标权重修正策略。基于真实电价数据及储能模型验证了所提方法的有效性。     

考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价方法研究

针对多点分布式储能系统的灵活性评价问题,深入讨论分析了电力系统灵活性的定义、内涵,提出了考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价指标和方法,并基于河南电网侧储能电站示范工程进行案例分析,验证了方法的适用性和有效性。研究表明:考虑聚合效应的灵活性评价指标和方法能够有效地量化多点分布式储能系统响应系统不确定变化时的灵活调节能力,有助于提高储能电站调度运行的量化决策水平,具有一定的工程实用价值。     

考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法

针对含微电网的配电网,提出了一种考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法,该方法从变电站规划和网架规划两阶段考虑了微电网的灵活性资源属性。首先,建立了微电网内各灵活性资源的数学模型,进而组成微网的对外等效模型;然后,通过更新定容公式以及在网架规划中添加约束条件来考虑灵活性资源;最后,建立以配电网投资和运行成本最小为目标函数的规划模型,并基于改进的遗传算法进行求解。通过含3个微电网的待规划区域进行算例设计和仿真,结果表明文章提出的规划方法可以在成本少量增加的情况下提升系统传输灵活性,使得未来配电网运行过程中出现分布式电源波动或负荷预测不准确时,线路留有足够的灵活性供主网或微电网进行功率传输,证明了所提出模型的合理性和有效性。     

考虑灵活性需求演化规律的灵活性资源动态规划方法

随着可再生能源装机规模快速增长,灵活性需求规律随之转变,同时电化学储能等灵活性资源技术、经济性也随之改善。如何在规划中兼顾灵活性需求演化规律与储能技术发展对提升系统灵活性与经济性至关重要。为此,文章开展了考虑灵活性需求演化规律的灵活性资源动态规划方法相关研究。首先,分析了可再生能源渗透率增长与灵活性供需间演化关系,揭示了多阶段灵活性资源规划的原理及影响因素;然后,考虑灵活性需求演化规律与储能技术经济性持续改善,构建了多阶段灵活性资源优化配置模型,并给出了模型的求解思路;最后在算例中兼顾未来储能技术经济性持续改善与火电机组逐步退出的双重成本,验证了多阶段灵活性资源优化配置方法的可行性和有效性,为未来风电的协调发展提供了指导性的建议。     

计及P2P市场产消者灵活性的配电网阻塞管理

多点接入的柔性负荷和可再生分布式电源会使配网潮流大小和方向频繁变动,而配电侧产消者通常仅考虑自身效益最大为目标进行端对端(peer-to-peer, P2P)电能交易,忽略了不同设备能量流动对系统安全运行的影响,使得交易结果极易导致网络阻塞。针对采用连续双向拍卖机制和零智商增强型投标策略的分散式P2P交易模式所引起的配网阻塞,兼顾产消者数据隐私管理和消费心理学影响,提出一种两级市场动态协调阻塞管理方法。该方法以产消者综合效益最大和解决网络阻塞调节量最小为目标,利用Distflow潮流模型,构建基于节点边际电价的节点灵活性辅助服务价格计算模型。进而通过分布式优化算法求解得到阻塞成本,将该成本按照P2P交易时序和线路阻塞贡献度分摊至有责任的产消者,实现阻塞消除。算例采用IEEE 33节点改进的11节点配网系统,结果表明该方法可在设定的时间尺度和计算精度条件下有效解决网络阻塞,降低阻塞成本和分散式P2P电能交易的效益损失。     

含高渗透率可再生能源的配电网灵活性评价指标体系及计算方法

随着可再生能源渗透率不断提高,配电网特征发生了显著变化,使得灵活性成为配电网规划和运行关注的重要内容。然而,灵活性在配电网特征中一直难于量化评价。本文研究了含高比例可再生能源的配电网灵活性问题,给出配电网灵活性定义,从电源侧、配网侧、负荷侧三方面,提出配电网灵活性评价指标体系及计算方法,以及配电网灵活性评价方法。最后,以实际配电网为例,计算不同场景设定下的部分指标,为高渗透率下的配电网建设提供辅助参考。     

基于配电网灵活性需求评估的投资方法研究

通过对电能质量参数进行灵活性需求评估来确定配电网的投资优先次序,并提出了一个全新的框架.该框架包括输入数据准备、运行计算和用于量化灵活性需求,并提出投资优先级列表的结果处理方法.应用现有配电网络一部分的总线节点来证明该框架的普遍适用性.通过评估灵活性需求,得出了一份投资优先次序表,并确定了节点的安全供电缓冲区间与功率范...     

考虑分布式电源节能减排和市场博弈行为的配电网络节点电价定价方法研究

配电业务有序放开的市场环境下,分布式发电(DG)运营主体的市场行为将进一步增加其出力的不可控性。配电网运营主体需要通过采用电价等手段对DG的出力进行一定程度上的干预和调度控制,以降低分布式电源接入带来的不确定性。为此,提出了一种以市场合作博弈理念为基础、考虑配电网气体减排任务分配的配电网络节点电价定价方法。根据气体减排和配电网运营主体收益的优先级,将其最佳策略应用于节点电价的计算,以对参与节能减排的分布式电源机组进行价格补偿。算例结果表明:此方法能够基于DG的减排任务完成情况对配电网络节点电价进行确定,且在激励DG参与节能减排方面要优于传统方法。随着未来节能减排约束的趋紧,所提出的方法对于节点电价的制定及配电系统的高效、安全运营具有较高的参考价值和良好的现实意义。     

基于配网节点电价的综合能源系统随机优化

综合能源系统(integrated energy system,IES)以可再生能源为核心,为配电网环境下多能源的接入和耦合利用提供有效载体。为了促进多元能源之间的高效能量转换,首先,引入交直流混合微网结构,建立了基于能量枢纽的IES模型。然后,根据上层配电网和下层能量枢纽之间的交互关系,构建一种二层递归式优化模型。配电网运营商(distribution system operator,DSO)利用能量枢纽的灵活性来提高系统经济收益,能量枢纽则依据配电网节点电价(distribution locational marginal price,DLMP)和用户负荷进行内部运行优化,从而形成配电网与能量枢纽之间利益的制约和平衡。同时,考虑分布式可再生能源出力以及用户用能行为不确定性,采用多场景随机规划方法,实现基于交直流混合型能量枢纽的IES随机优化。最后,结合IEEE-33节点配网算例进行仿真分析,仿真结果验证了该模型的鲁棒性和经济性。     

基于利用Aumann-Shapley值分摊网损和排放减少量的DLMP计算研究

分布式电源(DG)接入配电网后对系统运行带来影响,提出一种含DG的配电网节点边际电价(DLMP)计算方法。该方法主要包含2个部分:一是通过Aumann-Shapley值法计算网损和排放减少分摊量,得到各DG的有功和无功DLMP值;二是通过迭代计算DG的最优发电出力,保证DG收益的最大化。算例仿真分析表明:基于Aumann-Shapley值分摊的DLMP迭代算法不仅能保证网损和排放减少量在各DG间的公平分摊,还能克服组合爆炸问题;与传统的DLMP计算模型相比,所提出的DLMP计算模型能更大限度地对各DG提供电价激励,减少系统网损和排放量,同时还能实现分摊方案的零销售盈余。     

LMP机制下可中断负荷用于阻塞管理的最优调度方法

节点边际价格LMP（Locational Marginal Price）在解决交易的公平性和电网阻塞方面具有很大的优势,它从时间和空间两个层面反映电力系统的运行成本。可中断负荷作为需求侧管理的重要手段,可以有效地缓解阻塞。文中对发电出力再调度和可中断负荷量进行了均衡分析,提出了LMP机制下可中断负荷用于阻塞管理的最优调度原则。验证了可中断负荷在降低节点电价、增加社会效益以及解决阻塞方面的优势。文中采用IEEE30节点系统进行仿真,证明了该理论的正确性和合理性。     

含储能的主动配电网优化运行研究

围绕含储能系统的主动配电网运行优化这一研究内容,对储能系统、分布式电源的运行特性进行了深入分析,构建了含储能的主动配电网优化运行模型,并通过算例论证了模型的有效性。     

计及分时电价下用户需求响应的分布式储能多目标优化运行

以配电网网损和电压偏差最小为优化目标,计及分时电价下的用户需求响应,建立了与用户互动的分布式储能多目标优化运行模型,将电价变动引起的用户需求响应与分布式储能动态结合,探究了分布式储能在优化运行方面提升配电网运行水平的作用。采用改进的遗传算法对所建立的模型进行求解,证明了计及分时电价下负荷需求响应的分布式储能多目标优化运行模型能够有效降低配电网网损,减小线路电压偏差,同时也验证了所提出的改进遗传算法具有进化速度快、求解结果优的特点。     

计及价格引导机制的含分布式资源园区协调运行策略

市场环境下,含分布式资源的园区正参与到配电网的协调运行过程中。如何保证配电网安全运行及调动其积极性,实现多园区与配电网的利益均衡,是当前亟需解决的关键问题。针对此问题,引入配电网节点边际电价对多园区的协调运行进行价格传导。首先,配电网公司进行多园区的协调运行,基于配电网节点边际电价对各园区内部的需求响应过程进行趋优引导。然后,采用多代理模型对园区内的分布式资源进行代理,利用传导的配电网激励价格计算各代理的交互利益,园区根据各分布式资源代理的交互利益优先级进行协调优化。最后,通过算例仿真结果证明所提方法的有效性,通过对传统优化方法与基于交互利益优先级的园区协调响应策略开展对比实验,结果证明了提出的交互利益优先级理论可以更加快速地寻找到多代理的最优需求响应组合,配电网节点边际电价可以更好地引导多园区实现对配电网的有效支撑。     

分布式电源接入配电网的经济效益及电压稳定性

借助于回归分析方法将配电网和主网联系起来,基于实时电价理论构建了DG接入配电网的经济效益及配电网电压稳定性分析模型。以IEEE30系统节点8下属配电网接入4个DG为例,定量分析了6个典型日内DG接入前后主配网经济效益及配电网电压稳定性。结果表明：DG合理接入后,终端电力用户的支付电价下降,能够有效消除可能出现的输电阻塞;主配网网损率明显下降,提高了电力输送效率;主配网购电成本显著下降,提高了市场运行效率;高峰时段DG因相对低成本而全额发电,能获得较高的利润;配电网电压稳定性明显增强。随着分布式发电技术的成熟,其成本将会不断下降,DG会因具有成本优势和地理位置优势而成为传统电网的有效补充。     

基于节点电价灵敏度模糊聚类的电价分区方法

结构复杂多样的互联电力系统开展电力市场时,采用分区电价确定输电价格,对整个系统的安全稳定运行和需求侧管理具有重要的实用价值。根据竞价市场中电能出清交易模型,提出了节点电价灵敏度概念;运用模糊聚类分析方法,将电价变化率相近的节点划分在同一电价分区,提出了可实用化的电价分区方法。IEEE-39节点系统计算结果验证了该方法的有效性和实用性。     

计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度

含高比例新能源新型电网的建设发展对调频辅助服务提出了更高的需求。针对这一问题,提出了一种计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度方法,在满足配电网运行经济性最优的同时,为输电网提供调频备用容量。建立分层分布式调度架构,协调调度层和集群自治层均采用分布式拓扑结构,各智能体与邻近智能体相互通信并完成个体计算任务;以灵活性特征表征分布式能源响应调频辅助服务请求的能力,构建两者集合之间映射的对应法则;建立协调优化调度模型,采用一致性算法求解得到最优功率方案和共识价格,并获得集群备用容量。通过算例仿真验证所提计及调频备用效益的协调优化调度方法的有效性,并结合典型通信故障场景分析分层分布式算法的鲁棒性。