应用需求响应优化电力高峰负荷管理

介绍了需求响应的基本概念、类型和实施方式，以及国外实施的电力需求响应计划、可中断负荷计划及其实现削峰填谷的效果，指出由于我国部分地区的峰谷差大，高峰电力供应能力不足，电力短缺呈现时段性，完全可以借鉴国外的成功做法，根据实际情况有计划、有步骤的推行需求响应，从而优化对电力高峰负荷的管理，达到削峰填谷的效果。     

基于问卷调查的居民家庭可控负荷统计分析

针对现阶段精确到单个居民可控负荷的大量数据,多来源于国外,不适用国内居民可控负荷参与需求响应的问题,通过问卷调查的方式统计了国内某小区居民可控负荷,分析了其用于削峰及提高风电和光伏消纳水平的可行性及潜力。首先基于客观、易于回答等原则设计了居民可控负荷调查问卷,发布后收集到有效答卷466份。而后利用问卷调查数据质量综合评价体系对统计所得问卷进行了评估。基于评估所得结果,利用Python对评价等级为良好以上的问卷信息进行了量化处理,采用自下向上的分层建模思路,结合居民可控负荷数学模型,计算了居民可控负荷的需求响应潜力。最后通过对比各类居民可控负荷的需求响应潜力,可知国内可参加需求响应的居民可控负荷有空调、电热水器、洗衣机等;将居民可控负荷曲线与风电、光伏发电典型出力对比,可知居民可控负荷具备提高光伏发电和风电消纳水平的潜力。     

计及可控负荷需求响应的含光热电站多源发电系统优化调度

目前新能源发电被更多地投入使用,风光资源也得到更多利用,风光发电并网规模不断扩大,但新能源发电具有的随机性及波动性,导致弃风弃光现象较严重。光热电站利用太阳能发电,具有储能系统和电加热装置,可满足调峰需求。考虑需求侧需求响应可控负荷与含光热与风电系统的调度策略,让需求响应和可控负荷及光热电站火电机组相配合一同参与风电系统调度,以系统的运行成本和弃风量最小为目标,求解最优调度计划。通过西北某地区的一典型日实测数据进行算例分析,验证该调度策略可有效提高系统的运行经济性和促进风电消纳。     

考虑用户舒适约束的家居温控负荷需求响应和能效电厂建模

能效电厂是电力需求侧管理的一个创新模式,可以在提高电能使用效率和减少用户电力消耗的同时,达到与建设常规电厂和相应输配电系统相同的目的。提出一种由考虑用户舒适约束的家居温控负荷(如电热泵设备)构建能效电厂的方法。该方法采用状态队列响应控制模型,对热泵负荷开关状态实施控制,所提出的用户舒适约束反映了电热泵设备的使用次数和寿命等实际因素。构建了单个区域中考虑用户舒适约束充当出力边界的能效电机模型,进而建立了含多个能效电机舒适约束的聚合能效电厂最优分配模型。在通讯系统双向可靠的前提下,通过对单个能效电机的响应控制分析,可以看出能效出力边界对于能效电机响应控制的监测和预警作用;通过多能效电机充当自动发电控制机组的仿真分析,验证了能效电厂最优分配模型的合理性,以及能效电厂提供负荷平衡服务的作用。该方法为负荷响应控制在配用电集成领域提供了新的技术途径。     

采用可控负荷平滑光伏发电功率波动的需求响应策略

针对以储能来消减屋顶光伏为主的区域微电网的功率波动这一常用方法,提出以需求响应资源来平抑微电网功率波动的实现,以期在高渗透率情况下,实现少用储能甚至不用储能来平滑微电网联络线节点对配网造成的功率波动。该方法包括日前计划和实时调节两个层次,也就是在日前预测间隙性光伏发电的情况,拟定好日前计划,设定好可调节负荷的功率曲线,以适应光伏发电的变化波动;实时调节就是在实时的情况,利用可中断负荷来响应光伏功率的瞬间突变,在实时调节过程中,主要处理好实时调节的测量时间精度。通过可调节负荷的日前计划安排和可中断负荷的实时调节,充分利用需求响应技术,从2个层面平滑光伏发电功率的缓慢变化和瞬间突变引起的功率波动。     

居民用户的需求响应基线负荷估计

分布式光伏输出功率与用户实际负荷功率的耦合增加了净负荷的波动性和不确定性.为此提出了一种对用户实际负荷和光伏出力进行数据解耦方法来估计基线负荷.首先根据用户特点分为对照组和需求响应组,估算用户的实际负荷;然后利用估算得到的用户实际负荷,得到用户每日的光伏出力估算值;接着将估算得到的用户实际负荷与光伏输出功率在需求响应时...     

面向需求响应的楼宇空调负荷可控潜力评估模型

随着国民经济的快速发展及人民生活水平的显著提高,空调负荷的急剧增长已成为一线城市夏季电网负荷特性恶化和电力紧缺的重要原因,因此亟需充分挖掘楼宇空调负荷的剩余能效价值,并在负荷聚合商的宏观调控下使其参与到需求响应及削峰填谷等辅助服务中.基于以上考虑,建立了楼宇空调负荷的全局优化模型,通过优化中央空调系统各部件的运行工况以实现对其可控潜力的准确评估.以上海市某大型商场为例,验证了该中央空调可控潜力评估模型的合理性和有效性.     

基于需求响应的居民空调负荷调控研究

近年,居民用电增长迅猛,对电网的稳定运行冲击较大。以上海居民参与可中断负荷调控的实证方案为基础,对实证中执行的居民需求响应实施效果进行分析,量化了上海居民参与电网削峰和不同调控手段的实施效果。同时,提炼出适用于居民侧需求响应的典型应用场景,验证居民空调作为可中断负荷参与电网削峰的可行性。     

融合分时电价的居民可控负荷优先级控制策略

在智能电网背景下,智能终端及智能家电大规模普及导致家庭用电量大幅增加,为应对电力负荷高峰逐年攀升,缓解电力供应趋紧的压力,合理利用用户侧大量可控负荷资源参与需求响应对电网的运行和发展有重要意义.提出基于智能家庭能量管理系统的融合分时电价的居民可控负荷优先级控制策略,对家庭中多类可控负荷(空调、热水器、电动汽车、洗衣机、...     

用于需求响应能力评估的概率负荷识别方法

针对将非侵入式负荷识别技术应用到需求响应领域存在的算法复杂和分解速度慢的问题,提出一种概率负荷识别方法.基于概率负荷分解的原理,建立了概率负荷识别模型.根据电事件引起的有功功率、无功功率和谐波等特征变化,识别可控负荷的类别和状态切换;再利用可控负荷在一个状态的持续时间来求得设备的用电量;然后根据可控设备的用电量,即可评...     

电力需求侧能效管理与需求响应系统的研究与设计

为引导需求侧优化用能管理水平、参与电网高峰负荷削减,实现能源利用效率的整体提升,简述了电力需求侧能效管理与需求响应系统建设的背景、意义;概述了系统在监测用户能源消耗数据、控制用户关键用能系统或设备的运行状态、响应电网侧需求响应事件方面功能;提出了系统的层次结构并描述了各层之间的关系;详细设计了系统的物理架构、功能架构,并分析了系统关键技术。本设计方案已应用于国家电力需求侧管理平台、国家电网公司电能服务管理平台的研发建设,为国家电力需求侧管理工作提供了技术支撑。未来,将对为能效管理与需求响应业务在国内的推广实施奠定技术基础。     

基于需求响应的家庭能源服务设计

针对家庭终端典型负荷管理引入需求响应技术.介绍了需求响应以及需求响应事件原理,并选择3种家庭终端负荷开展研究.针对典型负荷提出了控制策略,通过试验验证所设计控制策略的有效性.     

基于鲁棒优化的微能源网综合需求响应协同调度策略

针对微能源网中可再生能源出力的不确定性,基于微能源网中综合需求响应的"多元互动"特征,提出了综合需求响应平抑可再生能源波动的策略,建立了微能源网综合需求响应日前和日内协同调度的两阶段鲁棒优化模型.模型中引入了风、光的不确定预算参数调节系统的经济性和鲁棒性,日前阶段考虑了最劣场景,确定系统日前调度方案,日内调控阶段基于日前阶段的优化结果,优化系统最劣场景下的调控方案.利用强对偶理论和列约束生成算法对min-max-min结构的鲁棒优化问题进行转化和求解.算例结果表明,鲁棒优化方法可提高系统抵抗不确定风险的能力,综合需求响应可提高微能源网的经济性和自给能力.     

计及需求响应的智慧能源小区热电耦合系统用能优化方法

针对智慧能源小区热电耦合系统中能量间纵向转换和用能负荷横向搬移的协同用能优化问题,通过负荷侧需求响应用能精细化建模,提出一种计及需求响应的热电耦合系统用能优化方法。在分析典型热电耦合系统结构框架基础上,通过用能负荷分类及其用能响应过程的数学建模,建立了含热电耦合系统的能源供给侧与用能负荷侧的能量枢纽方程,实现了用能负荷响应与能源供给之间能量转换的量化描述;其次将用能负荷的需求响应程度表示为可转移负荷参与比和可转换负荷参与比,建立了系统运行成本最小的热电耦合系统用能最优化模型,并提出了灵活尺度多次参与用能优化的模型求解方法。最后,算例结果表明,在高可转移负荷参与比和低可转换负荷参与比时,在降低供给侧峰值段负荷的同时使系统总成本降低,实现了热电耦合系统用能最优化运行。     

考虑需求侧响应的园区综合能源系统优化配置

以园区综合能源系统（PIES）的优化配置为研究对象,考虑电力市场分时定价机制下的需求侧响应策略,以PIES的运行成本、污染排放和能耗为优化目标,建立主问题与子问题的迭代优化架构,最后采用多属性决策方法从待选方案中选出最优的系统配置。算例结果表明,可再生能源的接入可以有效地提高PIES的综合效益,引入价格型和替代型需求侧响应后可以进一步提升PIES的经济性,但同时降低了PIES的环保性。     

基于多时间尺度综合需求响应策略的综合能源系统优化运行

为充分挖掘各类型综合需求响应(integrated demand response,IDR)参与协调综合能源系统(integrated energy system,IES)优化运行能力,首先分析IDR多时间尺度特性,建立各类型IDR模型并制定了IDR多时间尺度响应策略;然后基于此策略建立以经济性最优为目标的IES多时间尺度优化运行模型:该模型分为日前-日内上层-日内下层三个阶段,在日前阶段制定经济性最优的日前调度计划,在日内阶段划分长、短两个时间尺度分别对冷/热、电/气相关设备出力进行分层管理;最后算例分析表明,所提模型能够有效降低运行成本,充分发挥不同响应能力的设备参与日内调度的潜力。     

需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度

针对综合能源站运行调度中未考虑围护结构蓄热特性以及用户需求响应补贴机制等问题,提出了一种考虑用户协同互动的综合能源站调度方法。首先,综合考虑室内外各种扰量对热过程的影响,建立了以室内空气与围护结构为传热主体的精细化建筑虚拟储能模型。其次,构建了冷热电联合供应的典型能源站设备组成结构以及其与外部能源系统、用户的多主体互动交易关系,提出了基于阶梯型补贴的需求响应机制。然后,以考虑外部购能费用、向用户的售能费用与补贴、站内设备启停和损耗成本的能源站运行收益最大为目标,以用户柔性舒适度区间等为约束,构建了能源站日前经济调度模型,并采用了CPLEX求解器求解。最后,通过算例验证了所述模型与方法的实用性和有效性。     

计及多时间尺度需求响应资源的微电网能量优化调度策略

随着电力体制改革的深入,用户侧微电网逐渐形成多方投资+集中管控的运营模式,研究计及运营商利益的微电网能量优化具有重要的现实意义。文章提出一种以运营商购售电收益最大化和需求响应补偿成本最小化为目标的微电网能量优化调度策略。该策略计及需求响应多时间尺度特性,将集群空调和集群电动汽车2种需求响应资源纳入日前-日内-实时3种时间尺度调度计划中,并根据各阶段可再生能源预测信息以及电价信号,逐级优化储能出力和需求响应供应量,实现运营商的全局利益最大化。负荷聚集商基于集群空调和集群电动汽车的控制模型预测各时段可控负荷容量并实时响应调度指令。最后,通过算例验证本文所提调度策略的有效性。