供电短缺下微网客户与移动储能端对端交易模式及调度策略

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对端(peer-to-peer,P2P)交易模式能保证交易实时性,适合应对紧急度较高的用电需求。设计了供电短缺下微网客户与移动储能P2P交易模式及调度策略。首先,建立微网自主运行及能量互济模型,通过划分供电范围可预测各时段微网内存在电能需求的负荷信息。然后,建立购售电主体申报模型,为双方申报行为提供依据。基于连续双向拍卖机制进行撮合匹配,并提出偏差考核及违约结算机制。交易匹配后,移动储能在交通网–配电网耦合模型基础上进行优化调度,对接需电客户。最后,通过算例验证了P2P交易模式可行性,以及移动储能调度方法的有效性。     

含分布式电源P2P交易的社区微网运营机制

随着越来越多的分布式电源通过微网接入配电网,在微网中开展基于分布式交易机制的新能源交易可以有效提高分布式主体的效益,促进新能源的投资建设。文章构造可交易能源系统在社区微网运营中的应用场景,建立适合含有分布式电源和储能的社区微网用户之间的P2P交易模型。微网用户可以在P2P市场中对需求或多余电量以按报价支付的方式交易,将交易形成智能合约,存储在分布式网络中并自动执行。最后用实际微网的仿真算例验证新能源分布式交易对社区微网中所有用户效益的促进作用。     

基于信息间歇决策理论的共享储能联合微网群P2P博弈优化研究

共享储能联合微网群协同运行模式可使得储能资源高效配置和利用,同时也促进了分布式微电网的灵活调度。针对共享储能联合新能源微网群运行优化问题,提出了基于端到端（peer to peer,P2P）交易的共享储能联合微网群博弈机制,并引入信息间歇决策理论衡量可再生能源不确定性,然后基于主从博弈建立了共享储能联合微网群P2P交易优化模型,最后采用内外部交替迭代的组合分布式算法实现了模型的求解。研究结果表明,引入共享储能运营商后,微网群的总效益提升8.7%。所提出共享储能联合微网群P2P交易机制降低了对大电网的依赖,有助于系统运营的经济性与稳定性的平衡。     

基于配电网格的配电网调度交易机构模型

随着分布式发电、储能和需求响应技术的快速发展,电力市场交易环境更加复杂多变。为了保障售电市场的供需平衡和配电网的可靠性运行,提出了一个基于配电网格的配电网调度交易机构模型。该模型中各个配电网调度交易机构利用配电网格内的分布式电源、需求响应和储能来调度网格内负荷供应,并通过迭代方法计算配电节点边际电价。对某八节点网络的算例进行分析,将配电网格中的调度优化问题建模为混合整数线性规划,并利用CPLEX求解器求解。结果表明,所提模型可使电力系统中的所有能源都能够竞标并从电力市场中收益,从而有效降低系统供应成本。     

考虑源荷不确定的多园区微网与共享储能电站协同优化运行

共享储能作为一种新兴能源存储技术正在迅速发展。为提高含共享储能电力系统的经济性,提出一种基于源荷不确定性的两阶段鲁棒多园区微网与共享储能合作博弈模型。首先,建立共享储能主体和各园区微网主体间的电能交易优化运行模型。其次,考虑可再生能源及负荷的不确定性,建立园区微网的两阶段鲁棒调度模型。然后,基于纳什谈判理论建立多园区微网-共享储能多主体合作运行模型,并将其等效为合作成本最小化子问题与电能谈判支付子问题。为了保护各主体隐私,运用交替方向乘子法对上述两个子问题进行分布式求解。最后,通过算例验证所提合作运行模型以及分布式算法的有效性。仿真结果表明共享储能与各园区微网协同优化运行能够减少各主体的运行成本。     

考虑电压控制的含移动储能的主动配电网调度策略

针对主动配电网中分布式能源大量接入引起的电压越限,以及常规储能投资大、电动汽车调度困难等问题,提出一种考虑电压控制的含移动储能的主动配电网日前调度策略。将配电网与移动储能视作不同利益主体,建立双层优化模型。上层为配电网层,以网损最低为目标,根据预计的电压越限情况对下层发出调度;下层为移动储能运营层,以最大收益为目标优化移动储能充放电功率,响应上层调度,再由上层决定移动储能接入节点。在下层优化中考虑了移动储能荷电状态对其最大允许功率的影响;在配电网节点中设定充电节点与放电节点以减小移动储能接入对配电网网损的影响,并提出移动储能接入节点选择及转换策略。最后以IEEE 33节点系统为例进行分析,结果表明,所提调度策略可以在解决配电网节点电压越限、减小配电网网损的同时使移动储能盈利。     

考虑需求响应的多微网P2P能源交易低碳运行策略

随着“双碳”目标的提出,微电网作为分布式电源利用的有效形式,受到能源管理应用领域的广泛关注。随着微电网数量增加,多微网端对端(peer to peer, P2P)能源交易有助于促进区域内能源的互联互济和清洁能源的就地消纳。在考虑微电网的碳排放特性和需求响应潜力的基础上,构建多微网P2P能源交易模型实现配电侧供需协同以及确定其最优交易策略。首先,提出了微电网运行优化模型,以运行费用最小化为目标鼓励微电网参与需求响应;其次,实现微电网内部购售电和储能充放电碳排放的量化,并计算微电网的碳排放成本;再次,基于广义纳什议价理论构建P2P能源交易模型并在模型中加入潮流约束,在保证电力系统安全稳定运行的基础上实现多微网的能源共享和收益分配。最后,基于IEEE-33节点系统进行算例分析。结果表明,考虑需求响应和碳排放费用的多微网P2P能源交易有助于促进微电网之间的能源共享和新能源消纳。     

端对端交易场景下配电网分布式储能的优化配置

高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式发电技术以端对端(P2P)的形式参与市场竞争,也对电网的安全稳定运行提出了挑战.为了保证配电网中P2P交易的安全稳定进行,提高用户和储能供应商投资储能的收益,在2种交易方案下提出了一种双层优化储能配置方法.上层模型以储能总投资成本最小为目标,采集配电网一年的运行数据进行优化,计算出储能的配置规格传递给下层模型.下层模型考虑集中竞价和用户主导这2种P2P交易模式,引入区域边际价格的概念最大化买卖双方收益,优化调度储能充放电策略以最小化储能投资成本.最后,以IEEE 15节点配电网为算例验证了所提方法的有效性.     

一种市场环境下的电网友好型多微网优化调度方法

摘 要：针对配电网中的多微网系统,提出了一种市场环境下的电网友好型优化调度方法,并建立了日前双层优化调度模型。首先构建了配电网层优化调度模型,通过优化各微网的出力,在保证可再生能源发电比例的同时,减小输电网与微电网向配电网注入功率的波动性,提高配电网运行的经济性,从而提高电力系统接纳微电网的积极性,有助于市场环境下微电网的运行与发展。其次,在微网层,采用多场景技术描述光伏与风电出力的随机性,并将微电网与配电网视为不同的利益主体,设计动态电价激励机制,引导微电网按照配电网需求优化出力,从而建立微网层的经济与环保优化调度模型,协调分布式电源出力。采用模拟退火算法求解模型,仿真算例验证了模型的合理性与有效性。     

基于负载均衡的主动配电网分布式优化调度方法

将可再生能源无序连接在配电网中会造成巨大浪费,为降低可再生能源规模接入前提下主动配电网的调度与运行成本,结合负载均衡理论,设计了一种新的主动配电网分布式优化调度方法。设置配电网优化调度的目标函数,计算上层购电成本、火力发电成本以及储能结构运行成本,得到配网调度的整体成本,设置网络运行约束、火力发电运行约束以及储能运行约束等约束条件,建立主动配电网优化调度模型。基于负载平衡设计配网调度算法,得到主动配电网分布式优化调度方法。在实验中预设四种场景,综合考虑风电、光伏发电和储能系统的运行成本,由实验结果可知:结合风电、光伏发电系统与储能系统的主动配网调度,在负载均衡方法下其运行成本最低,为30739.7元,由此可见该调度方法可以大幅度减少配网运行成本。     

高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法

随着可再生能源的高比例接入和主动配电网技术的发展,传统的输配割裂的调度模式容易导致输电网与主动配电网间发、用电计划制定协调性不足,难以充分消纳集中式与分布式的可再生能源。为解决上述问题,提出一种针对高比例可再生能源电力系统的输配电网分层分布式多源协调优化调度体系,充分尊重并利用各利益主体的自主运行特性,实现分散自治、协同优化。输电网层面,利用改进区间法处理可再生能源不确定性,构造能量和备用协调优化模型。配电网层面,设置局部调度层,利用场景法对含储能系统的分布式可再生能源进行联合出力优化,将配电网层子问题构建为动态经济调度模型。在此基础上,利用目标级联法进行输配调度迭代求解,各层间仅需交换部分边界功率信息进行协调,最终获得输配协调的最优调度策略。算例结果表明调度计划的制定兼顾了输、配电网发电资源,有助于提高电网运行经济性和可再生能源消纳能力。     

基于多源融合的船岸供电系统协调运行优化策略

针对岸电系统供电模式由单一电网侧供电变成由风、光、网、储等多源供电,所带来的新能源出力波动,消纳率降低等问题。本文通过构建基于移动储能装置的多源融合岸电协调运行模型,将岸电子系统通过公共母线互联实现闭环运行。提出了岸电分层分布式运行优化策略,首先通过边缘计算技术实现对各分布式子系统的实时就地协调,减小因预测误差,出力波动性带来的弃风弃光问题。其次基于电网的分时电价机制,通过移动储能的“谷充峰放”和“转移消纳”的工作模式实现岸电能源的优化调配技术,达到平抑分布式能源出力波动,提高岸电系统的经济性与可再生能源消纳率的效果。同时也为建立港口岸电系统互联运营的优化平台打下良好的基础。     

基于动态电价机制的用户侧分布式储能电能交易策略

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先,该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上,构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型;然后,根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响,建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型,并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解;最后,通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平,并降低用户侧的运行成本。     

基于两阶段博弈的主动配电网运营机制

随着售电侧放开,配电网中的分布式电源和储能单元可由新能源投资公司或节能服务机构等投资管理。与传统不同,分布式电源和储能单元的拥有者以自身效益最大为目标,形成独立的利益主体。为此提出虚拟微网代理的概念,进而建立了包括主动配电管理系统(ADMS)、虚拟微网代理及电力用户的两阶段博弈模型,制定了不同利益主体参与的主动配电网(ADN)运营机制,通过竞价交易实现多类型虚拟微网代理主动调配机组出力,使得用户在需求侧可获得多种电价、多个时段的不同选择方案,从而提高终端用户的用电效率,减少用电费用。最后,仿真验证了本文博弈模型在ADN市场运营中的实效性。     

不同时间尺度下虚拟微网优化调度策略

随着售电侧的改革,提供新能源发电服务的第三方供应商成为新的独立利益主体。针对独立利益主体以虚拟微网的形式接入主动配电网后的调度问题,基于虚拟微网的概念,提出了虚拟微网在不同时间尺度下的优化调度模型及其优化算法。优化调度模型包括日前调度和实时调度模型,日前调度以虚拟微网利益最大化为优化目标,实时调度则以虚拟微网安全稳定运行为控制目标。最后,基于改进的IEEE 33节点网络结构以及负荷预测和分布式电源出力预测,利用微分进化—细胞膜混合算法求解虚拟微网优化调度模型,算例结果表明通过优化调度,减少了虚拟微网网损,显著提高了虚拟微网的收益和新能源利用率。     

考虑多利益主体参与的主动配电网双层联合优化调度

随着电力市场改革,配电网中大量的分布式电源由用户或新能源供应商建设,改变了分布式电源所有权归电网所有的供电模式。在电网运行中,分布式电源拥有者以自身收益最大为目标,发用电不受电网统一调度,形成了独立的利益主体。因此,以电网收益最大为目标的传统调度方式将不再适应于含多利益主体的电网运行新环境。该文以独立利益主体与配电网的联合运行效益最优为目标,提出了虚拟微网的概念,通过构建主动配电网联合优化调度平台,建立了独立利益主体与配电网的双层优化模型;下层进行各利益主体的独立优化,上层协调优化各利益主体与配电网的功率冲突;提出了细胞膜–粒子群优化算法(cell membrane-improved particle swarm optimization,C-PSO)新型并行混合算法,基于改进的IEEE 14节点配电网,展示了算法的有效性与模型的可行性。     

热电联产型微网系统的优化调度研究

热电联产型微网以分布式电源为基础,在充分利用可再生能源的同时,统一解决了用户的电能与热能需求问题,实现了能源的梯级利用。采用随机模拟技术模拟了风电功率及电负荷需求的随机性,建立了集中控制模式下的孤网系统运行成本最低、供电可靠性最高和综合效益最高的多目标优化调度模型,并提出了优化调度策略。以一个热电联产型微网为例,运用遗传算法优化了各微电源的出力。优化结果验证了本文所提模型和策略的有效性。     

基于主从博弈的含电动汽车虚拟电厂协调调度

电动汽车作为配电网中最为重要的主动负荷,其充电优化管理成为目前售电侧开放下的重点研究领域之一。而虚拟电厂作为电网分布式能源管理的重要解决方案,其传统定义侧重于在发电侧聚合小容量分布式能源以提高可再生能源在电网中的消纳程度。结合售电侧开放下的电力市场改革需求,文中提出以虚拟电厂作为售电实体参与电动汽车充电管理的协调调度优化模型。在能量市场交易模型中,虚拟电厂作为分布式能源与电动汽车的聚合代理商参与电力市场电能申报与交易;在主从博弈模型中,虚拟电厂通过主从博弈制定合理的售电价格引导电动汽车的有序充电入网,并通过协调调度集中整合优化分布式能源。算例分析表明,通过虚拟电厂的集中优化管理可以有效实现分布式能源与电动汽车的能源互补并提升整体运行经济性。     

基于三方非合作博弈的售电侧市场交易策略

随着售电侧市场化改革,形成了供电公司,售电公司及用户三方构成的利益主体。研究三方非合作博弈模型,提出了基于供电可靠性和电价需求的用户侧响应策略,不同类型负荷改变用电需求,灵活选择供电方,提高用户用电舒适度。以电力需求价格弹性系数为基础,提出电网公司及分布式能源供电方电价优化策略,引导各方配合微网调度,降低电网与微网公共连接点处电量波动。仿真结果和实验数据验证了所提划分方法和控制策略的有效性。     

多微网多时间尺度交易机制设计和交易策略优化

为了在多微网交易中充分发挥分散调度的优势、保护各子微网的隐私,以及进行高效快速的计算,文中提出了一种并网型多微网系统多时间尺度交易机制和基于深度学习的交易策略优化算法。首先,建立了多微网内部交易价格模型,该模型可根据多微网内部供需形势的变化,动态调整内部交易价格,使多微网内部交易相对于微网直接与配电网交易更具经济性,从而激励各子微网参与内部交易。其次,建立了“报量不报价”的日前、日内交易机制。在日前交易中通过交易电量和内部交易价格的迭代,形成日前交易计划和交易价格,并进行日前电力交易出清;在日内交易中,各子微网仅申报一次不平衡功率的购售电需求,申报结束后直接出清。此外,基于多微网系统与配电网之间日前预期和实际交互功率的偏差,提出了联络线功率偏差的补偿方案,以降低多微网系统功率波动对配电网运行的影响。然后,基于生成的日内交易样本数据,引入深度神经网络算法训练学习各子微网的交易策略,以便子微网在日内交易阶段快速、准确地得到自身最优的购售电计划。最后,通过算例验证了所提出模型和算法的有效性。