提高光伏并网渗透能力的电价激励负荷转移策略研究

提出一种计及光伏出力的实时电价激励机制以实现负荷转移、提高光伏并网渗透率。根据光伏发电曲线和需求响应特性建立了反映光伏出力的实时电价模型和用户的电价响应模型。结合实时电价和用户响应模型构建了负荷转移的实现方法和流程,从而鼓励用户主动将可转移负荷向光伏出力大的时段转移,提高光伏出力时段的净负荷值。算例表明所提方法能够有效削弱光伏出力波动性对电网的不利影响,提高电网接纳光伏发电的能力。     

考虑可控负荷功率调整的电力服务商分段式补偿定价决策

鉴于分布式电源出力和终端用户负荷需求的随机性,电力服务商实际购买电量与电力市场竞标电量存在偏差,这种偏差会带来惩罚成本。为此,考虑将需求侧可控负荷作为可调度资源,基于可控负荷用户增/减负荷成本函数,提出了一种分段式价格形式的多选项可控负荷功率调整补偿合同。为实现电力服务商与可控负荷用户双赢,建立了兼顾电力服务商经济效益和可控负荷用户需求响应效益的 型stackelberg主从博弈模型,并采用基于遗传算法的逆向归纳法求解。最后,通过算例对比了分段式补偿电价和固定补偿电价下电力服务商运营收益和可控负荷用户功率调整量之间的变化情况。仿真结果表明,所提出的分段式补偿定价方法能够明显降低惩罚成本,有效提高用户需求响应的参与度,实现需求响应资源的优化配置。     

基于需求侧预约响应的平滑微网等效负荷功率波动控制策略

引入微网总负荷与风光等间歇性能源出力的差值——等效负荷作为具有稳定可控输出的微电源总发电参考量进行研究。通过在微网需求侧向能量管理系统(EMS)预约,储水式电热水器(WSH)群进行响应以平滑微网等效负荷功率波动。首先,建立了等效负荷的模型、基于反向变化频次比的风光出力跟随总负荷功率波动状况的评价指标,并分析了需求侧WSH群响应参与微网能量管理的可行性,计及WSH的传导能量、换位能量和加热能量,建立了WSH群的温度模型。其次,依据需求侧预约用水或常规用水时间、量值和用户主动控制及WSH温度上限,建立动态可控WSH群并计算其反向温度值,根据反向温度值排序结果将投入待机WSH与切除加热WSH两个过程统一,形成了基于需求侧预约WSH群响应的平滑微网等效负荷功率波动控制策略。最后,应用某微网实际案例数据验证了该控制策略的有效性。     

基于需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度

随着我国不断加快新型电力系统建设,风电、光伏等越来越多的分布式资源大规模并网,但其随机性、波动性及分散性的特点给电力系统带来了多重不确定性。提出了一种考虑价格型需求响应的虚拟电厂多时间尺度优化调度方法,在日内调度模型中引入用户价格型需求响应,对用户负荷进行精准调控;采用基于蒙特卡罗与曼哈顿概率距离的场景生成与削减法处理风光出力、电价不确定性,减少日前日内出力偏差,再结合日前调度构成了多时间尺度优化调度模型,并采用滚动优化得到日内优化调度结果。以湖南某小型虚拟电厂系统进行算例仿真,结果表明,所提多时间尺度优化调度策略能够精确预测风光出力及用户负荷,在有效抑制功率波动的同时保证了系统的经济性。     

基于问卷调查的居民家庭可控负荷统计分析

针对现阶段精确到单个居民可控负荷的大量数据,多来源于国外,不适用国内居民可控负荷参与需求响应的问题,通过问卷调查的方式统计了国内某小区居民可控负荷,分析了其用于削峰及提高风电和光伏消纳水平的可行性及潜力。首先基于客观、易于回答等原则设计了居民可控负荷调查问卷,发布后收集到有效答卷466份。而后利用问卷调查数据质量综合评价体系对统计所得问卷进行了评估。基于评估所得结果,利用Python对评价等级为良好以上的问卷信息进行了量化处理,采用自下向上的分层建模思路,结合居民可控负荷数学模型,计算了居民可控负荷的需求响应潜力。最后通过对比各类居民可控负荷的需求响应潜力,可知国内可参加需求响应的居民可控负荷有空调、电热水器、洗衣机等;将居民可控负荷曲线与风电、光伏发电典型出力对比,可知居民可控负荷具备提高光伏发电和风电消纳水平的潜力。     

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。     

考虑需求响应与光伏不确定性的综合能源系统鲁棒优化

光伏接入和用电负荷需求响应给能源系统运行带来了诸多的不确定性,增加了综合能源系统优化调度的复杂度。基于多源信息融合的综合能源系统,可以实时收集和处理海量运行数据,实现终端供能系统高效经济运行。在介绍基于多源信息融合的综合能源系统基础上,建立了用电负荷需求响应模型,用来描述可平移负荷需求响应特性,针对光伏出力不确定性,采用拉丁超立方采样和K-均值场景缩减技术生成典型场景集,以此确定光伏出力不确定性区间。建立了综合能源系统的典型设备数学模型,构建考虑用电负荷需求响应的综合能源系统经济运行鲁棒优化目标函数,并采用鲁棒优化算法进行求解。案例仿真结果显示,鲁棒优化在提高系统运行安全性的同时,增加了系统运行费用;同时,考虑需求响应后区域综合能源系统运行经济性得到提升,用户需求响应参与度越高,经济性提升效果越明显。     

空调负荷参与配电网光伏消纳两阶段调度策略研究

针对大规模光伏并网给配电网带来的电网运行问题,考虑空调负荷的需求响应能力,提出一种空调负荷参与配电网光伏消纳的两阶段调度策略.第一阶段,在微网层中,各空调负荷聚合商根据微网运营商在日前制定的光伏消纳计划,基于非合作博弈,共同进行市场投标,以确定日前调度计划;第二阶段,在配网层中,当微网自身无法完全消纳光伏出力,功率返送主网,导致网络中出现电压越限时,电网公司利用空调负荷的需求响应能力调节电压.仿真分析结果表明,所提策略在提升光伏消纳效果,调节配电网电压的同时,还提高了空调负荷聚合商的收益,减少了微网运营商和电网公司的调控成本.     

采用可控负荷平滑光伏发电功率波动的需求响应策略

针对以储能来消减屋顶光伏为主的区域微电网的功率波动这一常用方法,提出以需求响应资源来平抑微电网功率波动的实现,以期在高渗透率情况下,实现少用储能甚至不用储能来平滑微电网联络线节点对配网造成的功率波动。该方法包括日前计划和实时调节两个层次,也就是在日前预测间隙性光伏发电的情况,拟定好日前计划,设定好可调节负荷的功率曲线,以适应光伏发电的变化波动;实时调节就是在实时的情况,利用可中断负荷来响应光伏功率的瞬间突变,在实时调节过程中,主要处理好实时调节的测量时间精度。通过可调节负荷的日前计划安排和可中断负荷的实时调节,充分利用需求响应技术,从2个层面平滑光伏发电功率的缓慢变化和瞬间突变引起的功率波动。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。