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。     

基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

宁夏地区调峰主要依靠煤电机组承担,随着新能源的快速增长,宁夏调峰形势更加严峻。基于此背景,从源-网-荷-储灵活性提升入手,构建了以电力系统的总发电成本最低为目标的优化模型,运用SPER_PROS系统进行“十四五”本地区运行模拟。基于以上优化模型,构建满足宁夏调峰资源的8种典型场景,通过对这8种场景的仿真计算分析,得出通过深化煤电机组调峰、需求侧分时峰谷电价、电网侧跨区直流运送方式按照送端负荷参与调峰与增加储能的方式,可以降低新能源弃电量。并提出了基于“十四五”源-网-荷-储综合调峰资源的协同方案及其相关建议与措施,为未来宁夏电网的科学发展提供有力支撑。     

源网荷储多元协调控制系统的研究及应用

从传统的源随荷动调度模式向源网荷储多元协调调度控制模式转变发展,基于此设计源网荷储资源综合管理平台系统.通过接入层、网络层、平台层、应用层四层系统结构构建整个系统,利用海量数据统一管理技术、多源数据统一融合技术、多源数据统一服务技术、资源全息感知与决策等阐述实现源网荷储的各应用场景支撑的关键技术,最终落地试点华...     

基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法

受重复放电影响,电力系统各区域的调频控制偏差与电压基频波动较大,为此提出基于源网荷储优化的电力系统协同控制方法.采用多维小波分解方法分解电网系统各发电机组的调频信号频谱,降低重复放电对各区域的影响.根据分解结果结合电力系统电路构成获得微分方程,并对微分方程进行推算与Park变换.在此基础上,提出电力系统协同控制模型的构建目标,考虑源网荷储优化拓展元素构建电力系统协同控制模型.模型主要以源网荷储优化思想作为框架,对源网荷储电力系统协同优化元素进行拓展,实现多源横向互补与源网荷储纵向协调.结果 表明,源网荷储优化力度在30％～60％时,电压基频越来越稳定,并且调频控制偏差较小,说明所提方法实现了性能突破.     

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。     

考虑清洁能源消纳的源网荷储互动交易实践

江苏电力交易中心有限公司从省情、网情、市场生态出发,积极研究、拓展清洁能源消纳的源网荷储互动交易。一方面针对源网荷互动的未来电网发展趋势,分析了市场主体交易需求,提出了源-网-荷-储电力市场交易平台架构,阐述了功能模块部署;另一方面根据互联网汇集大范围、点状分散的清洁能源、储能设施及需求侧资源的互动特性和参加交易的实际需求,在传统主板电力市场基础上,提出满足激励相容原理,促进区域市场交易主体主动深度互动的双层市场结构及其下沉式子市场,提出3个源-网-荷-储互动交易品种,提出计及预测不确定性的时间分段连续航空机票超售出清算法。在江苏淮安（金湖）、苏州地区开展实践,组织正式交易和结算,验证了两层市场结构的可行性和经济性。     

含源荷相似度和曲线波动度约束的源荷储协调优化模型

电力系统源网荷储协调运行必将改变原始源荷曲线,为了定量刻画协调运行的效果,针对源荷曲线的数据分布特性与形态波动特征,提出一种新能源–负荷相似度指标和曲线波动度指标。改进时间序列相似性度量方法,求取负荷曲线与新能源出力曲线的数值、形态相似性距离,作为新能源–负荷相似度指标;计算曲线各相邻时段平均波动程度,作为曲线波动度指标。应用指标建立了含相似度与波动度指标约束的源荷协调两阶段优化模型。第一阶段,以上述两指标为约束,以传统机组运行成本最小、新能源与负荷的总调节量最小、新能源消纳量最大为目标,得到期望的总负荷曲线和新能源出力曲线;第二阶段,基于变分模态分解将原始曲线与期望曲线差值序列分解为低频序列与高频序列,作为能量型、功率型电池的充放电功率约束;以云储能与需求响应总调节成本最低为目标,将原始曲线调整为期望曲线。算例表明,所提指标和模型能有效减少弃风弃光、降低系统运行成本、改善各功率曲线性状,可为储能调度、需求侧管理以及源网荷储协调优化提供有效的理论支撑。     

基于源网荷储的综合能源多能互补协同优化规划

传统的综合能源多能互补协同规划方法采用互联互动的原理对综合能源能量流进行分析,无法获取精度较高 的综合能源多能互补同步发电单元输出特性,导致能源能量流规划效果较差,增加了能源功率损耗.基于此,引入源网 荷储,提出了一种全新的能源多能互补协同优化规划方法.根据复合电站反调峰特性与随机波动特性,设计复合电站多 能互补机制,获取间歇性资源利用率与复合电站每小时的出力,在此基础上,基于源网荷储理念,建立综合能源规划数 学模型,得出综合能源多能互补同步发电单元的输出特性,将能源多能互补同步发电单元输出特性与储能单元相结合, 对综合能源多能互补协同储能进行优化,提高机组吸纳与提供电能的能力.根据实例应用可知,通过提出方法进行综合 能源多能互补规划,风电机组与光伏机组出力功率较小,能够有效降低综合能源多能利用过程中产生的损耗.     

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

源网荷储的优化调度技术的应用研究

近年来在电力的运行控制领域中,源网荷储协同优化运行是重要的发展及应用趋势,对于提高系统的运行 经济性和稳定性具有重要的意义.首先分析了电力系统源网荷储等资源的基本类型,然后阐述了基于改进和声搜索算 法的源网荷储的优化调度模型,最后进行了相应的案例分析,对于提高电力系统调度策略的合理性和电力系统的运行 可靠性具有重要的意义.     

基于多智能体Nash-Q强化学习的综合能源市场交易优化决策

目前求解综合能源市场多参与主体竞价博弈问题普遍采用数学推导法与启发式算法,但两类方法均须以完全信息环境为前提假设,同时前者忽略市场参与者非凸非线性属性,后者易陷入局部最优解.为此,引入多智能体Nash-Q强化学习算法,将市场参与主体构建成智能体,经由智能体在动态市场环境中反复探索与试错寻找博弈均衡点.首先,构建竞价决策...     

不对称信息下新型储能容量租赁市场的博弈均衡分析

新型储能容量租赁由于低风险和高灵活性正成为一种受到广泛关注的商业模式。为解决能源社区内独立储能商和多个发用电一体产消者在不对称成本信息下的储能容量租赁问题,先通过Harsanyi转换将不对称信息转化成完全信息。然后建立了储能商和产消者间的两阶段扩展式博弈模型。接着设计了基于统一价格机制的市场出清和结算规则。最后分析了统一价格机制下储能商和产消者两阶段完全信息扩展式博弈的子博弈精炼纳什均衡,并通过Brouwer不动点定理证明了均衡的存在性。仿真研究表明,储能容量租赁能显著降低产消者的用电成本和提高储能利用效率。而且基于统一价格机制的博弈均衡在寻找公平租赁价格、增加储能商利润、提高储能容量租赁规模以及提升社会福利等方面均优于基于歧视价格机制的博弈均衡。     

基于一致性算法的区域网络集中式共享储能共享机制

现阶段共享储能市场的交易机制存在准入门槛高、交易成本高、交易过程复杂等问题。在高渗透率新能源接入背景下,传统集中式调度方法存在调度中心通信压力大、可靠性差等问题,而分布式调度方法能通过降低市场交易成本来提高市场效率。针对多座新能源场站与共享储能的标准纳什博弈关系,提出了基于价格一致性的共享储能实时共享机制。基于共享储能的实时交易机制,构建了新能源场站与共享储能运营商的分布式个体决策模型;为了实现去中心化共享,在区域共享网络中提出了基于一致性算法的共享储能实时共享机制,参与者通过交互共享电价达成价格认同,最终实现共享储能社会福利最大化。以新能源场站-共享储能网络为算例进行仿真,验证所提分布式调度方法能达到与集中式调度方法相同的效果,且适用性更优。     

基于合作博弈的需求侧响应下光储微电网优化配置

在电力市场环境下,考虑需求侧响应和储能系统对微电网的影响,通过合作博弈的方式进行系统联合优化配置。提出一种在需求侧用户适当转移负荷的情况下实行分时电价的微电网运行策略,用于实现微电网收益最大化和最优可靠性。首先,建立了转移负荷的用户、分时电价下进行负荷响应的用户和储能系统的目标函数和模型。其次,利用合作博弈的方式将三方进行联合优化配置,采用迭代算法求出了三方联合优化纳什(Nash)均衡点(最优配置方案)。基于此提出系统联合优化运行策略。将该模型和算法应用于甘肃某一实际光伏微网系统,验证了其有效性。     

基于改进Shapley值法的风-光-水-储多主体互补发电系统合作增益分配策略

为了充分发挥系统中可调节资源的自身优势,利用变速抽水蓄能机组配合小水电机组进行常规调节,并考虑变速抽水蓄能机组的快速响应特性,提出了兼顾系统小时级以及秒级安全性的风-光-水-储多主体互补发电系统的联合优化调度模型。为了降低合作博弈高效性算法线性增长的计算复杂度,基于改进Shapely值法提出了一种大规模利益主体的合作增量效益(增益)分配策略。通过资源聚合,对高维度问题进行降维处理,利用Shapley值法进行初始分配;构建合作增益贡献指标,采用非对称纳什谈判理论对同类型的不同主体进行细化分配。以某流域风-光-水-储10主体互补发电系统为仿真算例,结果表明：抽水蓄能机组与小水电机组互补运行可以提升系统的灵活性和安全性;基于改进Shapley值法的合作增益分配策略具有计算高效性以及应用可行性。     

基于状态评估的多类型储能系统检修优化策略

电力系统通常会配置多种类型的储能装置以满足系统多样的运行需求.随着运行时间的增长,多类型储能系统的健康状况逐渐劣化,需要统筹兼顾各储能系统的重要程度与劣化程度,编制合理的检修计划.为此,综合考虑多类型储能系统的关键设备及其运行状态,提出了一种基于状态评估的多类型储能系统检修优化策略.综合考虑多类型储能系统的运行特性和技术特征,建立了多类型储能系统关键设备运行状态评价指标体系;基于改进主客观赋权法和属性识别模型,对储能系统关键设备的运行状态进行评估,并依据评估结果制定检修计划;综合考虑检修计划约束和系统运行约束等条件,构建了计及检修风险成本和检修实际成本的多类型储能系统检修优化模型,采用大"M"法对模型中的非线性项进行线性化处理.基于某地区的典型日数据与改进IEEE 30节点系统进行算例仿真,结果验证了所建模型的合理性与有效性.     

基于生态博弈的含云储能微电网多智能体协调优化调度

分布式储能可以缓解分布式电源大量接入微电网所带来的随机性问题,但高昂的初装成本和运维困难限制了其大规模推广应用.在微电网中引入"云储能"为用户提供高效的"虚拟分布式储能"服务,基于自然界生态系统思想,提出了含云储能微电网多智能体生态博弈协调优化调度模型.根据利益诉求关系,构建了微电网系统多智能体结构,得到微电网运营商、...     

含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场策略

为了提高新能源发电效益,可利用储能配合新能源主动参与市场以获得更多盈利的机会,因此提出了含偏差风险规避的新能源和储能协同参与市场的运行模型。偏差风险被定义为日内弃电损失与惩罚费用之和,其源于新能源不确定性所产生的偏差功率。为了降低新能源参与市场交易的偏差风险,以新能源总期望收益最大为目标、以日前计划功率为变量、以储能最大充放电功率等为约束建立协同运行模型,通过场景分析法模拟新能源出力的不确定性,采用条件风险价值度量风险并引入风险规避因子。根据是否考虑预测偏差功率,提出以新能源发电功率预测值、以考虑预测偏差功率后的发电功率预测值作为申报功率上限的2种申报策略。算例分析结果表明：在所提2种申报策略中,考虑预测偏差功率的申报策略具有更高的综合效益,可为新能源提供重要参考;储能协同新能源参与市场可有效规避偏差风险,有利于推动新能源为主体的新型电力市场中能量市场和辅助服务市场的并重发展。     

基于极限学习机的输配一体储能系统选址定容协同优化策略

针对传统电网储能选址定容模型所存在的资源协同不足、求解复杂等问题,提出了一种基于极限学习机(ELM)的输配一体储能系统选址定容协同优化策略.首先,综合考虑输配电网的安全运行约束和经济性优化目标,分别建立输电网及配电网储能系统选址定容模型;引入二阶锥松弛转化模型非凸约束,建立基于二阶锥松弛的输配一体储能系统选址定容优化模...     

中压链式梯次储能系统的电池组均衡控制策略

针对中压链式梯次储能系统电池模块串并联数量受限及梯次电池筛选重组成本高等问题,提出了一种电池组接入方式及涉及簇间均衡、箱间均衡、箱内均衡的电池组均衡控制策略,有效降低了退运动力电池梯次储能应用的难度,同时延长了梯次利用储能电池组的使用寿命,具有均衡效果明显、应用范围广的特点。搭建了仿真平台和实验平台,验证了该均衡控制策略的可行性及在中压链式储能系统中应用的可靠性。