考虑短时灵活性需求及资源调用成本的灵活性资源优化调度

灵活性是电力系统的固有属性,是衡量电力系统应对不确定性能力的重要指标。在电力系统灵活性概念的基础上,针对电力系统灵活性需求,提出电力系统灵活性资源优化方法;利用灵活性需求的时间尺度和方向性的两大特点,总结了电力系统灵活性资源分类原则,形成不同时间尺度和方向下的灵活性资源集合;根据灵活性资源的特点及分析,确定了灵活性资源响应灵活性需求的成本,在考虑灵活性约束的前提下,建立了灵活性资源优化模型。多时间尺度下的算例证明了该模型的有效性,是对传统优化过程的很好补充。     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

计及灵活性辅助服务费用的配电网灵活型资源优化配置

针对高渗透率可再生能源配电网短时间大幅功率波动造成的灵活性调节能力不足问题,为了减少配电网对上级电网灵活性供给的依赖,提出了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置方法.定义了表征配电网灵活性水平的关口功率波动程度评价指标,基于Copula理论制定了配电网灵活性评估方法,给出了基于节点功率对关口功率波动影响指标排序的灵活型资源安装位置选择方法;进而面向未来电力市场场景,基于配电网对上级电网灵活性需求和上级电网灵活性供给能力之间的平衡博弈,结合各类型灵活型资源设备灵活性供给约束,构建了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置模型.配电网算例仿真结果表明,所提出的灵活型资源配置方法能够有效降低配电网年总运行费用,提高可再生能源消纳量和系统供电可靠性,削弱关口功率波动程度,从而减轻可再生能源和随机性负荷波动对上级电网造成的冲击影响.     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性.旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注.该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型.文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性.     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性。旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注。该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型。文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性。     

电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方案研究

数量巨大的电动汽车充电桩可通过负荷聚合参与电力现货市场和辅助服务市场实现运行成本的综合优化。将对充电用户而言更易于接受的充电负荷灵活调整作为电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方式,从整体技术方案、市场机制设计、聚合平台设计、评估校核体系设计4个方面,开展了电力市场框架下的电动汽车负荷聚合商参与电网友好互动的方案研究。为解决海量充电桩的控制和通信问题,提出了服务调频辅助市场框架下的电动汽车充电负荷聚合平台云边端协同架构,可为电动汽车负荷聚合商参与辅助服务市场提供参考。     

电动汽车协助火电机组参与调频辅助服务优化控制策略

高比例可再生能源接入电网使得系统频率控制难度提升,电力系统二次调频面临新的挑战。为此,提出一种电动汽车(electric vehicle, EV)协助火电调频机组参与辅助服务市场的优化控制策略。在调频指令分配比例优化阶段,考虑调频成本及电池补偿成本,最大化调频商收益为目标,提出滚动优化控制策略。在EV充电站响应阶段,考虑站内各EV荷电状态及可调容量,采用分区分级动态调节充放电功率控制方法响应调频责任。最后,搭建含EV电站的两区域互联电力系统模型,对该调频策略的性能及经济性进行仿真分析。结果表明,所提策略有效降低了频率响应偏差,同时提高了调频商的经济收益。     

电动汽车聚合商参与调频备用的调度方法与收益分成机制

针对电动汽车聚合商参与电网调频的调度与用户结算问题,提出了结合日前电量/备用优化、实时功率分配、聚合商与用户收益分成3个部分的运行框架.通过提出基于充电需求的裕度评估并将其作为核心参数,在日前阶段降低了充电/调频双重变量的复杂性,能够在日前联合优化充电电量和备用容量;并在实时功率调度,和各用户的调频贡献结算这2个过程中...     

考虑需求侧灵活性资源的商业园区微网多目标优化调度

大规模可再生能源、电动汽车(electric vehicle,EV)和变频空调(inverter air conditioner,IAC)接入商业园区微网(business park microgrid,BPMG)产生的波动性和不确定性为系统灵活运行带来新的挑战.文章提出了一种考虑需求侧灵活性资源的BPMG优化调度方法...     

智能楼宇型虚拟电厂参与电力系统调频辅助服务策略

在先进量测技术与调控终端的支持下,智能楼宇中的电动汽车与空调负荷等需求侧灵活资源具有良好的功率实时响应潜力,可通过聚合形成虚拟电厂进而参与系统调频辅助服务。为应对参与调频辅助服务时对用户需求的影响,本文提出智能楼宇型虚拟电厂的控制策略。首先分析了虚拟电厂的调频工作模式,并建立了智能楼宇型虚拟电厂的典型需求侧资源模型和虚拟储能模型。其次考虑调频信号与用户侧的不确定性,建立基于机会约束规划的日前优化调度模型。然后基于成本最优的原则,实现实时的功率分配。最后,通过仿真算例验证了本文提出的虚拟电厂调频策略的有效性和可行性,需求侧资源的联合调度能在保障用户需求的情况下提高虚拟电厂的收益。     

电力辅助服务市场下的用户侧广义储能控制策略

负荷聚合商通过整合零散的用户侧资源,可以为系统提供优质的辅助服务,并从中获取收益。然而,用户侧资源响应的不确定性将影响负荷聚合商的服务质量和市场收益。针对这一问题,文中将具有一定调节能力的负荷资源作为虚拟储能,并将其与狭义储能相结合,建立用户侧广义储能的不确定性响应模型。进而提出狭义储能优先响应和虚拟储能优先响应2种负荷聚合商控制策略,并探讨其优缺点。最后,建立2种控制策略下负荷聚合商参与电力辅助服务的市场收益模型,采用美国PJM市场数据进行仿真计算。结果表明,通过配置相对少量的狭义储能设备,并采取虚拟储能优先响应的控制策略,负荷聚合商可以获取可观的经济回报。     

源荷联动调峰辅助服务市场两阶段模型

新能源大规模并网给电力系统调峰带来巨大挑战,在电源侧深调空间逐步用尽的背景下,亟需高效的市场化机制引导用户侧可控负荷主动参与新能源辅助消纳.文中提出一种负荷聚合商参与的源荷联动调峰辅助服务市场框架,通过构建两阶段决策模型以实现考虑源侧深度调峰的用户侧调峰资源的市场化供给.其中,负荷聚合商测算其签约用户的需求侧响应容量及...     

美国调频辅助服务市场的定价机制分析

调频辅助服务对于维持电力系统稳定运行有着重要的作用,合理的调频产品设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置。随着可再生能源和储能装置的发展,系统调频需求增大,尤其是对快速调频资源的需求,单一调频容量价格将难以合理地补偿调频资源成本,为此美国能源监管委员会(FERC)要求调频辅助服务市场引入基于调频里程和调频性能的定价机制。文中梳理了美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰州联合电力系统(PJM)、加利福尼亚州独立系统运营商(CAISO)和美国德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的调频市场定价机制,对比分析其交易标的、里程定价、市场组织时序、机会成本计算方法等主要环节的具体做法及适用情况。最后,结合当前中国电力市场改革现状,从不同的市场阶段提出建设调频辅助服务市场的可行建议。     

考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践

为充分激发火电机组调峰意愿,促进水电等清洁能源的就地消纳,中国南方电网在中国广西试点区域内实施首个省级调峰辅助服务市场.文中重点介绍了广西调峰辅助服务市场的交易品种、交易组织形式、出清模型和方法、结算分摊机制、工程化问题及处理方法.出清模型除考虑常规深度调峰和启停调峰资源外,还考虑了机组启停调峰热备用的调用,充分挖掘了火电机组的调峰潜力.同时,约束条件考虑了机组的启动和停机过程,更符合火电机组实际调峰特性.基于文中模型和方法研发的技术支持系统已在广西调峰辅助服务市场投入实际运行.算例分析及运行实践表明,所提模型和方法是有效的且研发的技术支持系统能满足实际工程需要.     

我国备用辅助服务市场设计及交易决策研究

随着我国电力市场的快速发展,作为电力系统重要成分之一的备用辅助服务仍有一系列问题亟待解决,如备用辅助服务的市场组织、指标量化和费用结算等。如何运用经济手段来运行备用辅助服务市场成为重中之重。基于此,在竞争电力市场环境下对备用辅助服务市场的实时运行设计方法和交易决策机制进行了系统研究和量化分析。首先,基于备用辅助服务市场与传统能量市场结算的分离,建立独立于能量市场的备用辅助服务市场结算模型和报价体系。此外,考虑完全竞争市场和不完全竞争市场,结合CIGRE32母线测试系统进行了情景模拟,进而检验正常和紧急状况下备用辅助服务市场结算模式和合同计划的适用性和合理性。     

电动汽车移动储能辅助频率控制策略的研究

大量电动汽车接入电网后,不仅可以作为可控充电负荷存在,也可以作为移动储能装置为电网提供服务与支持。首先分析了电动汽车参与电网频率控制的优势,介绍了一种移动储能辅助调频系统的结构框架及工作机理。基于电力系统频率调节控制基本动态模型,建立了电动汽车参与电网一次、二次频率调节控制的模型。在此基础上,针对相关研究较少考虑电动汽车车辆属性的特点,提出了计及车辆限制和用户需求的电动汽车参与电网频率调节的控制策略。该策略能够满足车辆用户用车时间和容量的个性化需求,同时有效避免了荷电状态超限和充放电电流倍率过大对电池造成的不利影响。最后,通过两个算例对提出的模型和控制策略进行了研究分析,验证了模型与策略的可靠性。     

南方(以广东起步)调频辅助服务市场卡特尔形成机理分析

南方(以广东起步)调频辅助服务市场采用排序出清、两部制结算的机制,具有性能优势的火储联合调频机组参与市场后,可能形成卡特尔(价格联盟)控制市场出清.基于调频市场的出清规则,文中构建了两部制电价结算机制下的调频机组的收益模型,提出基于收益的中标判据.以综合调频性能指标作为报价策略的关键影响因素,考虑高性能机组的市场供给容...     

调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度

大规模可再生能源的接入给电网调峰带来了巨大挑战,使得当前调度模式下发电机组均衡地完成其电量进度愈发困难。针对电网的日内调度计划,提出了调峰辅助服务与电量协调优化的日内调度模式,避免调峰服务市场机制与现有调度模式产生冲突。在该调度模式的基础上,建立了调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度模型,实现了调峰资源与常规发电资源的协调调用,最优化系统的总调度成本。为了加速求解该调度模型,提出了以识别起作用安全约束为特征的迭代求解算法。最后,通过基于IEEE-30节点系统和实际省级电网的算例分析验证了所提模型方法的有效性、高效性与实用性。     

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。     

计及电动汽车与温控负荷需求响应的分层能源系统优化调度

针对电动汽车(electric vehicle,EV)大规模接入电网对电力系统带来的影响,构建了一种基于电动汽车及温控负荷需求响应的分层能源系统管理框架。受到激励的电动汽车集群(electric vehicles, EVs)和温控负荷集群(temperature-controlled load clusters, TCLs)能够快速响应负荷聚合商的调度策略,以此减少大量柔性负荷并网对电网产生的冲击。在基于卷积神经网络和长短期记忆网络混合模型对负荷进行预测的基础上,假设负荷聚合商可通过调度可控柔性负荷来减小实际负荷与预测负荷的误差,并根据制定的负荷调度策略与电力运营商之间进行点对点(peer to peer, P2P)电力交易,运用分布式优化方法求解双方可获得的最大利益。对于P2P交易以后剩余的能源需求,建立了系统运行成本、碳排放和风能溢出的多目标优化模型,采用集中优化的二代非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-Ⅱ)求解该模型的帕累托前沿,并在IEEE 30节点系统进行了算例验证。仿真结果表明,在所提出的能源优化调度策略下既能满足电动汽车和温控负荷的功率需求,也给电力系统带来了良好的经济效益和环境效益。