计及用户参与不确定性的需求响应策略优化方法

针对智能电网环境下,各类不确定因素对电网需求响应调度策略的实施效果存在较大影响的问题,提出一种计及用户参与不确定性的用户响应模型,将用户参与度和电网侧激励间的关系用不确定性模型来表征。考虑到电网侧对负荷削峰填谷的要求,构造了基于负荷波动程度的需求响应目标函数。对于参与响应的用户部分,其调度策略采用有序用电调度,无响应用户部分采用无序用电。算例通过实验仿真,分析验证了在计及参与不确定性的需求响应模型下,用户侧存在着使得电网侧调度策略实施最优的日最佳参与率,也即电网侧对应存在着最优激励政策。实验仿真结果表明了计及用户参与不确定性的需求响应优化策略具有有效性和实际优越性,能为电网侧提供更全面的用电信息,电网公司从而能够针对性提高需求响应策略实施效果。     

计及需求侧响应日前-日内两阶段鲁棒备用优化

为增强电力系统应对不确定性因素的能力,提高电网运行效率,提出一种计及需求侧响应日前—日内两阶段鲁棒备用优化模型。一方面,在模型中协同优化价格型与激励型需求侧响应提高电网运行的灵活性;另一方面,综合考虑风电出力不确定性与电力设备N-k强迫停运,增强电力系统应对不确定性因素的鲁棒性。基于鲁棒模型对系统运行备用进行优化,最小化电网在最恶劣运行场景下的调整成本,保证电网的安全可靠运行,并采用列和约束生成算法对两阶段三层优化问题进行求解。修改的6节点系统与IEEE RTS-79测试系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,综合考虑多重不确定性因素进行备用优化,可以提升电网应对极端运行场景的能力;同时,需求侧响应的实施可以大大提高电网运行的灵活性。其中,激励型需求侧响应通过直接控制负荷,对于增强电网运行鲁棒性的作用更加明显;而电价型需求侧响应在要求保障负荷供电的场景下更为适用。     

基于分时电价和激励补贴机制的家庭能量双层优化模型

为了降低居民日负荷曲线峰谷差,提高居民参与电网需求响应的积极性之前,文章基于分时电价和激励机制,提出双层模型实现家庭能量的优化调度。该模型以需求侧响应为手段,以家庭能量优化为策略,实现供电端与用电端的互动,刻画出电价、激励机制与用户用电行为之间的交互关系。外层模型在分时电价的环境下,采用模糊C-均值聚类算法(fuzzy C-means algorithm, FCM)对用户用电情况进行分析,以日负荷曲线削峰填谷为目标,设计包含激励补贴和峰谷系数的电力套餐。内层模型基于电力套餐实现家用电器的智能管理,模拟实施套餐前后的居民日负荷曲线,实时调整用电计划,使用户日负荷曲线满足电力套餐中的峰谷系数。通过仿真验证双层优化模型有效降低了用户日负荷曲线的峰谷差,且设计的电力套餐在用户侧有一定的实用性,有利于用户更加积极地参与电网的优化调度,满足电网削峰填谷的要求。     

考虑用户信用的虚拟聚合商需求响应交易机制

新型电力系统中,用户侧可调负荷等灵活资源将广泛参与电网互动,促进源网荷弹性平衡。为此,文中提出面向工商业可调负荷资源的虚拟聚合商需求响应模式,通过基于用户信用的响应补贴机制实现用户侧可调负荷集聚,并构建了用户响应补贴双层优化模型。上层模型以虚拟聚合商参与需求响应收益最大为目标,通过优化补贴信用系数实现用户响应收益最大;下层模型中用户以计及舒适度损失的效益最大化为目标,调整自身响应行为。算例分析选取了典型用户对所提机制和模型进行验证,结果表明,所提出的需求响应交易机制有效规范了用户的响应行为,信用作用下虚拟聚合商与用户形成了激励相容的效果,有利于需求响应目标精确达成。     

计及多类型需求响应的风电消纳随机优化调度模型

考虑需求响应并基于鲁棒随机优化理论,构建了含风电的电力系统发电调度优化模型。首先,引入价格型需求响应模型和激励型需求响应模型,设定并建立电动汽车、商业用户、工业用户和居民用户参与需求响应的模式及收益函数。然后,为解决风电出力不确定性问题,利用鲁棒随机优化理论,建立需求响应参与下的风电消纳鲁棒随机优化模型。最后,以IEEE 36节点10机系统接入650 MW风电场为算例进行分析,结果显示:鲁棒随机优化理论能够克服风电不确定性对系统调度的影响;激励型需求响应能够转移用户负荷分布,但削减负荷的能力不如价格型明显,价格型需求响应能够削减负荷峰时需求,但不能转移用户用电需求,同时引入2者提升系统风电消纳的效果最强;同时,需求响应能够激励不同用户参与系统备用服务,获得直观的经济效益,有利于调动用户侧参与发电侧调度优化。     

负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测

为更好地管理用户侧需求响应资源,减小超短期负荷预测误差,提出了一种在负荷聚合商模式下考虑需求响应的超短期负荷预测方法。首先,分析负荷聚合商的需求响应机制,考虑用户用能习惯、自建光伏、储能行为以及电热耦合,分别对每一类需求响应资源建立优化模型,并通过模糊参数表达用户参与需求响应的不确定性,以改善优化模型;调用CPLEX求解器求解得到综合各类资源后的需求响应信号。然后,在考虑历史负荷数据的基础上引入该需求响应信号,建立迭代预测的长短期记忆网络模型。算例通过3种预测场景的对比,验证了计及需求响应信号能够有效减小预测误差,且考虑需求响应不确定性能够进一步提高预测精度。     

考虑用户禀赋效应和环保意识不确定性的微电网鲁棒优化调度方法

需求侧响应作为解决微电网源荷不匹配的有效方案，提高其响应效率，能够有效地从用户侧改善负荷曲线，提高源荷匹配性。然而，除经济因素以外，需求侧响应实际参与程度极易受到用户心理等不确定性因素的影响。为此，在考虑各种源荷不确定性的基础上，为了充分利用需求侧资源，该文建立一种在需求侧响应中考虑用户心理因素不确定性的微电网鲁棒优化调度模型。根据负荷类型的不同，分别建立基于价格和基于激励的需求侧响应方案，对于其中居民普通负荷和电动汽车负荷的激励型需求侧响应模型，通过引入禀赋效应和环保意识来描述用户心理因素的不确定性。然后，利用列和约束生成算法求解优化模型，得到最恶劣场景下的最优微电网经济调度方案。最后，通过算例分析验证所提模型以及求解方案的有效性，结果表明，考虑用户心理因素不确定性可以有效提高微电网系统运行的经济性和鲁棒性，并为微电网运营商针对性提高需求侧响应参与度提供一定的参考，同时通过调节不确定性参数的取值，运营调度人员可以在经济性和稳定性之间进行合理选择。     

考虑用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型

虚拟电厂(VPP)参与需求响应可提高电网的调节能力,但用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致VPP无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题。为此,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的VPP需求响应交易模型。将VPP内部柔性负荷细分为可削减负荷、可转移负荷、可替代负荷3类,并根据不同柔性负荷用户的用电模式、影响因素、参与需求响应的服务方式,分别构建3类柔性负荷用户的细分用电满意度模型。分析3类柔性负荷用户提供需求响应服务的不确定性来源,分别建立3类柔性负荷用户参与需求响应的响应量期望模型。基于用电满意度模型和响应量期望模型,在以电网公司为主导的VPP需求响应交易模式下,构建需求响应交易模型。通过算例仿真验证了所提模型的有效性。     

考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度

需求响应的多样性和不确定性给主动配电网的运行带来了很多不利影响,为此本文从各类需求响应行为的特征出发,构建了考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度模型。首先针对价格型需求响应,利用消费者心理学原理和价格修正系数来描述经济因素所引起的需求响应不确定性,进而利用不确定参数和范数约束条件来表示非经济因素对需求响应的影响,从而更精细化地刻画了价格型需求响应的不确定性并能够引导用户更好地参与需求响应;然后针对激励型需求响应,构建了可中断负荷与可激励负荷的融合机制及其相应的机会约束来减小负荷峰谷差;最后本文以运行成本和多种需求响应成本的综合成本最小为目标,计及多种系统约束和需求响应约束条件,建立了主动配电网优化调度模型。结合算例分析证明了本文所提模型的优越性。     

需求响应激励下耦合电转气、碳捕集设备的综合能源系统优化

为了充分调动用户侧柔性负荷资源,发挥氢能的低碳特性,本文提出了一种需求响应激励下耦合两阶段电转气和碳捕集设备的综合能源系统优化方法。首先,构建两阶段电转气、碳捕集、氢燃料电池和储氢罐等设备组成的氢基综合能源系统。其次,结合负荷能源转换间耦合关系与调节特性,引入阶梯型需求响应激励机制并对补偿基价、区间长度、价格增长率3个参数进行自适应优化。最后,设置多种场景,用多目标灰狼算法对系统的供能侧、需求侧和阶梯型需求响应激励机制进行优化求解。结果表明,基于此方法系统运行的总成本和CO₂排放量都有所降低。     

考虑保险机制与用户需求响应的售电公司优化运营

购售电侧不确定性是制约售电公司运营的关键因素。为了利用第三方保险机制规避市场波动与提升需求响应收益,提出了一种现货市场下的售电公司优化运营模型。首先,在搭建含保险公司的现货市场结构基础上,建立了售电公司偏差考核模型及保费模型;其次,在双边长协合同中量化了用户越限惩罚机制和需求响应合同对用户效用的影响,并以用户支出最小与售电公司收益最大为目标,构建了现货市场下的售电公司优化运营模型,并给出相应求解算法;最后,采用某地区仿真数据对优化运营模型合理性与有效性进行了验证。结果表明:售电公司通过阶梯式需求响应激励机制能够引导用户积极响应;引入的保险机制能够有效地分散和转移电量波动风险,实现售电公司与用户的价值双赢。     

需求响应参与系统调峰研究综述

由于我国电力供需矛盾和系统负荷峰谷差逐渐加大,需求响应措施在需求侧管理中得到广泛地应用。通过采用价格和激励措施,电力部门引导用户改善用电负荷,达到调峰的效果。以需求响应调峰可行性、优化模型以及评估方法为立足点,对需求响应参与系统调峰研究进行综述。首先,分析了用户的调峰特性。接着讨论了电价制定方法以及电价参与调峰的优化模型建立。然后概述了激励和电价联合参与调峰及需求侧资源参与系统长期调峰,并介绍了需求响应调峰效果的评估方法。最后,结合需求侧管理和智能电网的发展要求,对需求响应参与系统调峰的研究方向进行展望。     

面向微网运营商的电动汽车参与需求侧响应调控策略

需求侧响应是未来协调系统供需平衡的重要手段,电动汽车作为一类特殊负荷,鼓励其参与需求侧响应是提高用户响应水平以及提高系统运行经济性的有效途径。鉴于此,该文从微网运营商的角度出发,在考虑可再生能源出力以及负荷不确定性条件下,以系统运行成本最小为目标构建了适用于不同需求侧响应策略的电动汽车参与需求侧响应调控策略随机优化模型。在IEEE-6节点配电网系统中对上述模型进行了仿真,结果显示,电动汽车参与需求侧响应能够有效减少系统运行总成本,其中实施基于激励的响应机制具有更好的经济效益。     

考虑激励型需求响应不确定性的微网储能容量优化配置

将可再生能源以微网的形式接入大电网可以有效解决直接并网造成的不稳定问题,且加入储能使能源利用率增加。以含有风光储及需求侧资源的并网型微网为研究对象,在储能造价高的现状下为降低储能配置成本加入需求响应技术,以负荷在时序上最大化贴近可再生能源发电时序为目标进行负荷转移,同时考虑用户参与需求响应技术时的不确定性,包括基线负荷和响应量自身的不确定性。建立激励型需求响应不确定性模型,对用户的可平移负荷在参与响应时用三角模糊数描述其响应量及基线负荷的不确定性,并通过等价清晰处理将其转化为确定性问题。并在满足电网的运行约束条件下,以年综合利润最大为目标,采用CPLEX求解器对模型进行求解。将优化方法经仿真实验后,验证了方法的有效性。     

考虑电-气-热需求响应和阶梯式碳交易的综合能源系统低碳经济调度

为提高综合能源系统的能源利用率,进一步限制碳排放,使其实现低碳经济运行,提出一种基于需求侧响应和阶梯式碳交易机制的综合能源系统优化调度模型。首先,在需求侧考虑多元负荷灵活的响应能力构建含有电-气-热负荷的需求响应模型。其次,运用生命周期评估方法分析综合能源系统中不同能源链的碳轨迹,精确计算系统的总碳排量。最后,在综合能源系统中引入基于生命周期评估的阶梯式碳交易机制,构建以购能成本、碳交易成本、弃风成本最小为目标的优化调度模型,并调用CPLEX工具箱对4种典型场景下的总成本进行优化计算。结果表明,在阶梯式碳交易机制下,优化目标中考虑碳交易成本,引入需求响应使总成本减少了2.58%,碳排量下降了15.71%,在提高系统运行经济性的同时大幅度降低了碳排放量。     

不确定性需求响应建模在电力积分激励决策中的应用

构建了计及不确定性的用户响应模型,通过负荷削减能力和响应的不确定性两个特征描述需求响应随经济激励及其他因素变化的规律。以基于电力积分机制的需求响应满足有序用电计划的缺口为背景,将用户负荷形状的改变和外部因素之间的关系用不确定性模型来表征,不仅突出激励水平对于用户负荷削减或转移能力的影响,还兼顾响应行为主观、随机的特点。基于此构造了以电网公司为实施主体的决策模型,结合随机模拟和扩展优先顺序法求解。算例分析验证了建模和求解的有效性,用户响应行为的不确定性建模能为电网公司提供更全面的决策信息,针对性地提高需求响应实施效果。     

考虑多重不确定性因素的售电公司购售电决策模型

售电公司参与市场交易面临着负荷、现货价格及需求响应等多重不确定性,综合考虑多重不确定性因素并根据其特点进行建模有利于提高购售电决策的有效性.首先,提出分时电价下计及用电成本满意度和用电舒适满意度的可转移负荷响应优化模型;其次,考虑用户响应行为的不确定性,建立基于模糊隶属度函数和消费者心理学的可削减负荷响应模型;然后,分...     

需求响应不确定性对日前优化调度的影响分析

需求侧资源参与电网有功调度是消纳风电的重要方式之一,但价格型需求响应的不确定性又会对电网调度产生重要影响。为分析该影响,文中首先分析了负荷响应量、负荷自弹性系数和电价激励水平对价格型需求响应不确定性的影响,并建立了分时电价下的负荷模糊响应模型。在此基础上,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立了考虑风电消纳效益的电力系统源荷互动日前模糊优化调度模型。根据模糊规划理论,对模糊期望约束和模糊机会约束进行了等效处理,等效后的模糊优化问题可以转换为确定性优化问题,并分析了价格型需求响应不确定性对电力系统日前优化调度的影响。通过仿真算例验证了模型的有效性。     

用户需求响应活动特性的精细化研究

用户的需求侧响应是电力需求侧管理中的一项重要内容,对用户需求响应活动的参与实体及实体的主要活动进行分析,提出用户需求响应活动的负荷优化响应模型,给出其响应目标函数及其约束条件;然后对峰谷分时电价激励下的用户需求响应活动的响应收益与负荷消减效果进行分析,给出用户需求响应活动优化方程的求解方法。通过分析实例的计算结果表明,实施需求响应不但能够消减电网尖、峰时段的用电负荷,填充谷时段的用电负荷,而且还可以在一定程度上减少用户的电费支出。     

基于负荷聚合商的需求侧响应优化模型研究

在电力市场中,由于用户参与市场的形式存在差异,需求侧的响应能力会影响电力供需场景下的价格波动。为了提升电力市场的稳定性和可靠性,考虑用户负荷调整能力,设计了需求侧资源聚合响应优化模型。首先,建立涵盖多种用户参与形式的需求侧响应架构,分析该架构下不同形式参与的用户需求响应机理,构建考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了相应的结算方法,保证该架构中需求响应机制的可持续性;然后,将电力市场中需求侧资源聚合商的收益映射至投标决策,提出需求响应在负荷削减与负荷转移2种合同模式下的投标优化模型;最后,通过算例对模型进行验证。计算结果表明,按照该投标策略,需求响应在选定的指标衡量下,改善了配电网可靠性及用户效益,验证了所提方法的合理性及有效性。