支撑负荷侧资源柔性调控的新型电力负荷管理系统研究

随着新能源发电占比越来越高,源、荷两侧的随机性使电网供需平衡压力持续增大、成本持续上升,依托新型电力负荷管理系统挖掘、利用需求侧灵活调节资源显得十分重要,可有效推进电网调节模式从“源随荷动”向“源网荷储互动”转变。分析了新型电力负荷管理系统建设的重要意义、建设目标、主要内容;提出了负荷侧资源柔性调控的方式,对应站-线-变做到分层分区分组;阐释了智慧能源单元的硬件要求、软件架构和多功能负荷管理开关的研究现状;最后,结合实际应用场景及适应性,提出新型电力负荷管理系统的专业能力建设要求、支持政策需求、软硬件研究方向,为负荷侧资源柔性调控参与电网友好互动提供参考。     

小型温控负荷参与电网灵活互动的发展路径及关键技术

温控负荷作为一类调度灵活、潜力巨大的优质可调节负荷资源,因其发展应用起步较晚,目前还缺少有效的控制策略及政策和市场机制。为了更大规模最大限度发挥温控负荷的调节潜力,本文从温控负荷的特征和参与新能源消纳的技术出发分析温控负荷参与新能源消纳的可行性,进而从管理、技术、政策和市场4个层面分析了温控负荷参与电网互动的改革发展思路,最后分别从分层分区灵活聚合、确定性时延管理、末端分布式交易等方面分析了温控负荷参与电网灵活互动的关键技术,并对温控负荷资源的进一步研究进行总结展望。     

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。     

新型电力负荷管理系统发展的关键支撑技术研究

针对新型负荷管理系统对规模化需求侧资源控制能力较弱问题，基于新型电力负荷管理系统大规模负荷调控的不同场景需求，提出灵活组网技术，以支撑需求侧P2P分布式交易、虚拟用电权交易等多业务通信要求，实现新型电力负荷管理系统灵活互动。为预防高并发控制信息导致的网络阻塞等危害并精确掌握需求侧资源的响应能力，提出构建适用于新型电力负荷管理系统多模态灵活组网的半实物实时仿真内核，并建立在环测试机制，做到动态调整控制策略，从而实现对分布式客户侧资源的优化管理和精准服务。     

计及需求侧资源的电网分层分区供需平衡调控方法

需求侧资源管理是对传统电网平衡供需方式的有效补充,针对目前需求侧资源管理应用方式中存在的调控模式单一、用户响应潜力评估不足以及横向资源利用薄弱的问题,提出了一种计及需求侧资源的电网分层分区供需平衡调控方法。该方法通过纵向多层次间自下而上的反馈式负荷可响应潜力评估和自上而下的任务量分配机制,配合横向的互联互通互补机制,实现全面的需求侧资源参与供需平衡调节,为需求侧资源参与电网供需平衡调节开拓了新思路,提供了更精确、完善的理论基础。     

空调负荷集群参与辅助服务的运行调控与评价技术综述

空调负荷具有总量大、易调节、对用户影响较小的特点,是理想的需求侧可调节资源,有必要从不同角度梳理空调负荷参与辅助服务技术的研究进展和方向。首先,介绍不同类型空调资源的单体和聚合建模技术。其次,分析了空调参与一次调频、二次调频、备用容量等不同辅助服务的主要难题和技术方法,介绍考虑信息安全可靠的空调调控技术,并从电网互动和用户舒适度等方面归纳空调负荷的评价技术。最后,提出进一步挖掘空调负荷调节潜力的建议,以期促进空调负荷调控技术从理论研究向实际应用的转化。     

物联技术在需求侧资源灵活接入的研究进展与应用展望

近年来随着海量需求侧资源接入电网，海量数据与庞大计算量使得需求侧资源与电网的互动难以通过集中式实现。为应对该问题，需求侧资源管控也从集中式向分布式演变。在分布式管理模式下，需求侧资源以负荷聚合商所聚合成的负荷集群的方式与电网互动。因此，需求侧资源需要具有灵活接入不同负荷聚合商的能力，这对需求侧物联技术支撑提出了新的要求。以需求侧资源去中心化管理为背景，明确了需求侧资源灵活接入在物联架构中的体现，总结了物联技术在需求侧资源灵活接入中的进展，并对其发展前景进行了展望。     

湖北电网需求侧资源利用实践与分析

随着湖北电网新能源发电占比不断提高和负荷“尖峰化”趋势加强,亟需充分挖掘利用需求侧资源潜力,推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变。在分析湖北电网2022年迎峰度夏负荷资源结构特点、需求响应典型实践情况基础上,从资源利用方式、资源库建设、系统支撑能力和技术支撑水平4个方面提出了当前湖北电网需求侧资源利用的主要问题及下一步技术措施。     

电力市场环境下需求侧资源评估与调控综述

随着高比例新能源接入以及尖峰时段电力需求增长,中国电力供需平衡压力日益加大,亟需深入挖掘需求侧资源调节潜力,建立健全完善的电力市场机制,推动新型电力系统下“源随荷动”向“源荷互动”转变。首先对需求侧资源进行多维梳理,并总结了其参与的市场类型,接着从需求侧资源可调潜力量化评估、需求侧资源聚合调控、需求侧管理系统装备3方面总结需求侧资源评估与调控的技术进展,最后结合新型电力系统要求,对市场环境下的需求侧资源利用提出一些建议。     

智能电网建设对电力需求侧管理的影响

介绍智能电网对电力需求侧管理可提供的技术支持,分析电力需求侧管理的现状,结合电网与用户互动、先进的实时电价体系、全面的用电负荷监控、合理的分布式绿色电源上网等智能电网的技术特点,分析智能电网的建设将对电力需求侧管理能力提高的影响.     

数据中心电能管理及参与需求侧资源调度的展望

数据中心能耗高、体量大,存在极大的节能潜力。通过多个数据中心间数据负荷的转移可以实现电力电量在区域电网之间的传递。调研了当前数据负荷建模方式及处理方法、数据中心主要的能耗建模方式、数据中心的用电优化方法以及数据中心配合电网运行的最新进展。分析了数据中心参与需求侧资源调度的可行性与必要性,并提出现阶段深入挖掘数据中心调节潜力、参与需求响应所需完成的初步工作。     

数据网络参与多调峰辅助服务市场组合优化调度策略

数据中心负荷是负荷侧具有极大应用前景的可调节资源,云计算及大数据技术确保了数据中心能够通过网络将数据负荷快速地进行地域转移,与此同时,智能电网、自动需求响应等技术的发展,为快速自动地调整数据中心电负荷提供了可能。目前我国电力供应总体富余,调峰问题尤其是低谷调峰成为系统运行管理的困难环节之一。作为一种优质需求响应资源,数据中心能够通过数据网络在多个电力市场中实现电力电量的转移,具备极强的调峰潜力。文章设计了数据中心参与调峰辅助服务市场的需求响应方式,提出了数据网络参与多调峰辅助服务市场的总体架构,并建立了数据网络参与调峰辅助服务的决策模型,算例表明,所建模型的最优调度方案能够保证数据中心在参与多个电力市场调峰辅助服务市场时的调峰有效性与自身运行的经济性。     

基于边缘计算的台区负荷可调节潜力研究

在电力行业精细化发展的背景下,需求侧用户终端可调节潜力分析以及源网荷柔性互动研究已经成为迫切需求。针对上述问题,提出了基于边缘计算模式下的负荷可调节潜力计算方法,该方法适用于电力系统数据量大、调节潜力影响因素众多的情况。首先基于边缘计算技术,提出融合边缘计算的智能分析系统;其次,通过多维度考虑可调节潜力影响因素情况下,采用长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）神经网络算法对台区内电气参数数据进行分析建模,进而利用所建模型移植到智能配变终端中,对台区负荷可调节潜力进行分析计算;最后,通过某地区电力实际负荷数据进行仿真验证,分析不同方法、不同维度下电力负荷可调节潜力,在改进以往分析方法的同时,为后续需求侧负荷研究提供参考。     

考虑需求侧资源的新型电网规划模式

随着我国电力市场的日趋成熟,节能技术不断完善,电力需求侧资源对电网规划及运行的影响日益凸显。提出了将电力需求侧资源视为供应侧资源的等价资源,直接纳入电网规划工作的新型规划模式。首先对需求侧资源进行界定,论证了需求侧资源引入电网规划的可行性及可能的引入环节;进而提出了一种考虑需求侧资源的新型电网规划模式,明确了规划要素、参与主体和规划流程等内容;最后从技术、管理、政策等方面,提出了推广新型电网规划模式的具体建议。     

可调节负荷资源参与电网调控的思考与技术实践

随着新能源规模的发展和电网特性的变化,传统调节资源的调度空间越来越小,亟须有效拓展电网调节资源,推动"源随荷动"传统模式向"源荷互动"协同模式转变。在未改变现有智能电网调度控制系统结构的前提下,提出了可调节负荷资源参与电网调控的技术架构和若干技术。可调节负荷资源通过聚合商运营平台汇聚后与调度端负荷调控平台对接,构建调控机构-聚合商-负荷资源三级业务体系,实现调控机构与聚合商的监视、控制和市场等数据的实时交互,支撑负荷资源通过功率连续调节参与全网调度优化。中国华北电网对北京地区有序充电桩和分布式储能集群开展了168 h闭环控制,验证了文中所提技术路线的可行性。该路线陆续支撑了多个可调节负荷聚合商参与华北调峰辅助服务市场。最后,对大规模可调节负荷资源参与电网调控须面对和解决的技术问题进行了思考和展望。     

适应新型电力供需的多元化友好互动体系研究

针对未来电网发展趋势下电力供给侧与需求侧间形成的新型供需关系,分析了江苏电网大规模清洁能源高比例渗透、电动汽车快速增长和海量柔性微负荷在内的电力供需结构特征,建立了电源、电网、负荷间友好互动效益综合评估模型,基于各参与方整体收益分析,提出了适应新型电力供需的多元化友好互动体系,研究了友好互动体系功能架构,包括状态感知、数据处理、状态可见和协同优化。最后,介绍了江苏电网开展多元化友好互动实施模式、策略及应用体系研究和实践,为提升电网与用户间互动水平、电网消纳可再生能源和充电负荷的弹性互动能力起到了重要的支撑作用,实现了能源供需联动应用下的各方互动共赢。     

特约主编寄语

推进以新能源为主导的新型电力系统建设是实现我国“碳中和、碳达峰”目标的关键环节。高渗透率的新能源被广泛接入电网发电侧,尽管为电网提供充裕的电能,却也大幅增加电力系统的平衡调节压力,导致仅依靠电源侧的调节能力难以保障新型电力系统的可靠供应和安全稳定。因此,在新型电力系统建设过程中,亟须挖掘电力需求侧柔性负荷所蕴含的巨大灵活调节潜力,将供需两侧的资源同步纳入电网规划与运行管理,从而充分保障新型电力系统的供电可靠和稳定运行。     

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。     

分时电价环境下用户负荷需求响应分析方法

智能电网发展促使更多的需求侧资源参与电网的互动,因此在制定需求侧管理政策时须了解各类型负荷的响应特性。文中首先对不同类型电力负荷进行分析,构建反映负荷用电特性的用户负荷特征量,进而获得实施分时电价后用户的需求响应负荷曲线。然后根据经济学原理,对分时电价环境下用户的需求响应行为进行分析,构建了相应的负荷削减和转移模型。通过用户对不同时间下用电需求的自弹性和交叉弹性系数分析获得用户需求响应矩阵,进而利用该矩阵对用户在实行基于电价的需求侧管理后的负荷变化情况进行快速分析。通过算例分析,给出了用户需求响应矩阵在实施分时电价需求侧管理分析中的应用,仿真结果证明文中提出的方法行之有效。