面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术

电力行业对实现碳中和有至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术,旨在分析近年来兴起并快速发展的需求侧资源运行特性和碳排放特性,以碳中和为目标,研究电动汽车、需求侧储能、分布式电源以及柔性可调负荷等与系统交互的市场机制、互动策略和系统优化方法,为现代电力系统的绿色发展提供有效的技术支撑,这是当前学术界和工业界的重点工作领域。     

美国电力市场中需求响应的发展及启示

需求响应能够在无需投资新的发电资源下满足电力供需平衡。中国在2060年碳中和目标的实现必将会带来能源供需结构的深刻变革,需求侧资源的有效开发有利于碳中和目标的实现。在国内需求响应试点工作及电力市场化改革的有效推进的背景下,首先对需求响应参与美国电力市场发展现状及组织形式进行介绍,其次对需求响应在美国部分电力市场中的发展历程进行研究,总结不同市场中实施需求响应的实施效果及实施经验,以PJM为例对需求响应项目的经济收益组成进行了分析,最后结合国内电力市场化改革和需求响应试点现状,提出进一步开展需求响应工作的建议。     

征文:特别策划专题 “面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术,旨在分析近年来新起并快速发展的需求侧资源运行特性和碳排放特性,以碳中和为目标,研究电动汽车、需求侧储能、分布式电源以及柔性可调负荷等与系统交互的市场机制、互动策略和系统优化方法,为现代电力系统的绿色发展提供有效的技术支撑。     

征文:特别策划专题 “面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术,旨在分析近年来新起并快速发展的需求侧资源运行特性和碳排放特性,以碳中和为目标,研究电动汽车、需求侧储能、分布式电源以及柔性可调负荷等与系统交互的市场机制、互动策略和系统优化方法,为现代电力系统的绿色发展提供有效的技术支撑。     

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。     

源网荷储多元协同调度体系研究与实践

当前,"碳达峰、碳中和"是我国重要的战略目标,建立以新能源为主体的新型电力系统是实现"双碳"战略的重要手段。为适应新型电力系统的发展需求,提出一种源网荷储多元协同调度体系,通过建立适应电源侧、电网侧、负荷侧各类资源参与的电力市场机制和多类资源协作互动调控平台,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。最后,经山东电网多地市源网荷储协调互动试验及试点应用,验证了所提出多元协同调度体系的有效性。     

新型电力系统灵活性资源聚合两阶段调度优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的关键驱动力。传统的以可控煤电装机为主导的电源结构,转变为以强不确定性、弱可控的新能源为主体的新型电力系统,将面临着灵活性资源短缺等挑战。以提升新型电力系统灵活性为导向,提出了灵活性资源聚合两阶段调度优化模型。第一阶段模型考虑分时价格型需求响应,以净负荷波动最小为目标平滑负荷曲线;第二阶段模型考虑分段激励型需求响应市场交易机制,融合电化学储能、抽水蓄能、改造火电等灵活性资源,以系统运行成本最小为目标设计最优运行方案。最后,算例结果和场景对比表明,需求响应能够充分挖掘负荷跟随系统调节的互动能力;改造后火电机组能够降低煤耗水平,提高调节能力,加强与系统灵活性需求时空匹配;各类储能积极响应电力系统调峰,促进了新能源消纳。     

面向我国电力市场的需求响应市场化交易机制设计

随着我国2060年“碳中和”发展目标的提出,我国可再生能源装机容量和装机比例都将快速增长.由于可再生能源的随机性和反调峰特性,电力系统调峰能力不足等问题日益突出,系统安全稳定运行面临极大挑战.需求响应作为灵活性调节资源,其发展有利于提升电力系统运行的安全性和灵活性.当前,我国已在多省开展了各具特色的需求响应试点,随着我...     

考虑电动汽车充放电的输配协同能量-灵活性市场出清机制

为应对输电网对灵活性资源的迫切需求,挖掘配电网分布式资源的灵活性支撑潜力,首先,构建市场环境下电动汽车的车-网互动响应模型,分析不同充放电方式下电动汽车的需求响应能力,为电动汽车参与市场环境下电网调度控制提供模型基础;然后,计及配电网运营商对需求侧灵活性资源的聚合作用,以购买电力和灵活性资源总成本最低为目标,构建考虑电动汽车充放电方式的输配协同能量-灵活性市场出清模型,通过协调控制输配电网中各类灵活性资源来满足输电网的灵活性需求;最后,通过修改的IEEE 33节点输电网与2个IEEE 33节点配电网耦合的测试系统对所提输配协同能量-灵活性市场出清方法的有效性进行分析与验证。结果表明,所提方法可提升电力系统的运行经济性和灵活性。     

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。     

创新优化电力需求响应，支撑新型电力系统建设

电力需求响应充分调动需求侧灵活性,可有效促进源荷互动,将在新型电力系统建设中发挥重要作用。首先梳理了近年来需求响应的政策与实践,分析其在保安全、促消纳等方面的进展与成效;然后结合电力系统转型变革关键期,分析了电力需求响应发展面临的新形势新要求;最后提出了创新优化电力需求响应的政策建议。     

负荷侧可调节资源市场交易机制分析与探讨

新型电力系统建设对电网调度的灵活性资源提出了巨大需求。我国灵活性调节资源稀缺,利用负荷侧可调节资源是解决该问题的有效途径,而相应的市场机制是重要保障。首先,系统分析了国外需求响应发展及实践经验;然后,重点分析了国内负荷侧可调节资源参与需求响应、电力辅助服务市场和现货市场3条发展路径的现状,并结合各地相关政策、交易规则和实施情况,比较分析了各自实施背景、交易执行和资金疏导的特点及差异;最后,提出了未来负荷侧市场设计的关键问题及建议,以期为我国各省市探索负荷侧可调节资源参与市场发展提供参考。     

促进可再生能源发电消纳和碳减排的数据中心优化调度与需求响应策略

数据中心是用户侧重要的灵活性资源,通过对其合理调度与引导需求响应可有效提升数据中心对分布式可再生能源发电的就地消纳能力,进而为实现中国的"双碳"目标提供支撑.在此背景下,文章研究了促进可再生能源发电消纳的数据中心优化调度与需求响应策略.首先,考虑数据中心用能特性,建立包含数据中心能耗与用户服务质量要求的数据中心常规运行...     

德国需求侧资源利用模式及其对我国的启示

在德国能源转型和电力市场2.0的背景下,需求侧响应作为电力系统中的可控资源,能够有效降低峰值负荷、平滑负荷曲线,提高电力系统运行的经济性和灵活性。首先介绍德国电力系统中典型的需求侧响应设备,分析德国需求侧资源的典型应用场景,最后结合我国电力体制改革的背景,总结归纳了德国电力体制改革的经验对我国的启示,并进一步提出了我国需求侧资源利用的路径。     

考虑碳排放权分配及需求侧资源的安全约束机组组合问题研究

当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电力市场改革不断深入,多种需求侧资源参与电力市场成为可能。建立了综合考虑碳排放权分配和需求侧资源的SCUC模型,通过虚拟电厂整合需求侧资源,研究了需求响应、分布式发电以及储能3种典型需求侧资源的加入对机组组合结果中系统总成本降低和总碳排放量减少的作用,分析了需求侧资源响应对系统机组组合的影响,最后讨论了分配方案和排放权价格对系统总碳排放量的影响。     

“碳中和”愿景下的四川电力减碳路径构想

中国提出力争2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和,为中长期中国应对气候变化指明了方向,将对中国的能源和经济系统产生深远的影响。为支撑全国"碳中和"目标的实现,首先,分析了"碳中和"的目的和意义、国内外"碳中和"措施和政策;然后,提出了四川电力系统减碳的路径构想,并提出了需提前准备应对大规模新能源接入、大范围灵活性资源调配、低惯量大系统稳定性及电网"高弹性"等全新的挑战和要求;最后,经初步估算,该路径能为全国"碳中和"目标贡献约3%的二氧化碳减排量。     

5G通信基站参与需求响应：关键技术与前景展望

第5代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G通信)发展方兴未艾。5G网络的普及需要建设大量的5G基站,这些海量的5G基站将在未来成为可观的潜在灵活性资源。5G基站参与需求响应,即对于5G基站中的供电设备和用电设备进行调度,能够在降低5G用电成本的同时,为电力系统提供灵活性资源,实现通信系统与电力系统的双赢。该文总结了5G基站的基本组成设备和用电特性,分析了其参与需求响应的潜力;梳理了5G基站参与需求响应所必需的关键技术;展望了5G基站作为需求侧资源参与电力系统互动的应用场景;最后,对于5G基站参与需求响应潜在的商业模式进行探讨。     

广东电网需求侧响应潜力分析

广东电网的调峰压力日益严峻,分析并利用需求侧响应能力成为解决这一难题的重要途径。综合考虑传统需求侧管理、基于智能表计的用户互动及电动汽车并网运行,归纳总结出广东电网需求侧响应能力的潜在来源;从负荷整形、用户节能及低碳减排3个方面剖析需求侧响应对现有用电特性的影响,建立了支撑整体研究框架的数学模型;采用分场景对比测算的思路,结合广东电网"十二五"、"十三五"发展远景,针对其需求侧响应潜力做出了定量的评估分析。     

需求侧泛在互联一致性测试技术分析

对需求侧资源及泛在互联业务进行了分类,针对需求侧资源的互动需求,分别从需求侧资源互联的评价体系、平台架构以及测试信号的传递流程方面,分析了需求侧泛在互联过程中的相关测试技术。并给出了因需求响应业务中需求侧资源种类众多,需要将模型、预测、算法进行集合等未来需要重点关注的事项。     

计及灵活需求响应和碳-绿证交易的综合能源系统优化调度

基于“碳达峰、碳中和”背景,有效结合碳交易和绿证交易机制,挖掘需求侧资源,有助于实现综合能源系统低碳经济发展。为此,提出了计及灵活需求响应和阶梯碳-绿证联合交易的综合能源系统低碳优化调度策略。首先,在源侧引入含有机朗肯循环的余热发电环节,解耦热电联产“以热定电”约束,并在荷侧引入综合需求响应模型,构建了源荷协调的灵活需求响应模型。其次,研究碳交易和绿证交易机制原理,分析两者之间的相关性,构建了阶梯碳-绿证联合交易机制。最后,综合考虑系统经济性和低碳性,以总成本最低为目标,构建了日前低碳经济优化模型。算例仿真表明,考虑阶梯碳-绿证联合交易机制后系统总成本和碳排放量分别下降了13.37%和11.44%,并且相比传统需求响应模型,考虑所提的灵活需求响应模型后系统总成本和碳排放量分别下降了3.87%和2.85%,有效实现了系统经济、灵活和低碳运行。