主动配电网分层分布控制策略及实现

配电网大量接入分布式电源和储能装置后,集中式的管理模式实时性较差,因此文章提出3层控制结构,将主动配电网进行区域划分,并在每个区域中配置协调控制器进行区域自治控制。根据馈线控制误差(feeder control error,FCE)指标,建立了实时平抑区域运行状态与最优目标之间差异的区域控制机制,据此提出了分层分布控制器与源网协调控制器的模型。根据FCE指标的不同形式,提出馈线定交换功率、区域独立自治和区域协同自治3种控制模式,以适应不同电网需求。最后通过广东某主动配电网示范现场算例的仿真分析,验证了所提分层分布控制策略的合理性和有效性。     

基于需求侧响应的主动配电网双层优化方法

分布式电源在配电网中渗透率越来越高,导致配电网电压越限问题凸显,对此构建协同考虑主动配电网设备规划和运行的双层优化模型。上层模型考虑配电网中分布式电源、静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网投资运行成本。下层模型考虑需求侧响应,有载调压变压器、储能及分布式电源等设备的协调控制,着重提高电压稳定性。针对模型特征,采用基于改进麻雀算法和二阶锥规划的混合优化算法进行求解。外部采用改进麻雀算法求解多维变量以提高求解速度,内部基于二阶锥规划求得配电网主动管理控制策略。最后采用改进的IEEE33节点系统进行仿真验证。结果表明,所提出双层优化方法可以有效提高配电网运行经济性,改善配电网电压分布,平抑负荷峰谷差。     

基于相变储能系统主动响应能力挖掘的配电网经济调度

为了解决配电网面临的供电电压不合格和潮流分布欠优等问题,提出基于相变储能系统(PCMTESS)需求响应的配电网经济调度策略。介绍PCMTESS的构造和工作机理,分析热力侧的能耗规律,建立计及热耗散的热力侧和计及无功调节能力的电力侧封装模型。在此基础上,考虑潮流分布约束和分布式新能源出力特性,以配电网的购电成本最小化为目标,在综合考虑光伏、风机、负荷不确定性的条件下,建立统一的配电网调度模型。提出主、子问题交互迭代的求解策略,实现优化模型的高效求解。基于IEEE 41节点配电网的仿真结果表明,所提PCMTESS在维持室温舒适的前提下,能够优化配电网的潮流分布和改善电网的电能质量;所提调度模型为配电网的安全经济调度和综合能源消纳问题的解决提供了一个崭新的视角。     

计及工业聚集区需求响应特性的主动配电网扩展规划

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提升,传统配电网正逐步向主动配电网转变。主要考虑工业聚集区需求响应特性,研究含高渗透率分布式电源的工业聚集区配电网扩展规划问题。首先,分析工业聚集区的能量供需特性;其次,计及工业聚集区功能块的需求响应特性,构建含高渗透率DG的配电网扩展双层规划模型(其中:上层规划层用于确定DG的配置容量、地址以及网络的扩建和增容;下层运行层考虑了风电、光伏发电多种复杂运行场景的组合,并考虑了工业聚集区参与需求响应的运行约束);最后,采用某地20 kV实际配电网(工业聚集区)62节点系统,验证了该方法的有效性。     

分布式储能系统对主动配电网的统一控制策略

配电系统作为未来电网的重要组成部分,正在不断完善,并逐步发展成为主动配电网。配电系统中的分布式发电系统、本地存储系统和响应负载严重影响了电网规划和调度过程。本文重点研究了主动配电网的最优运行方式与控制问题,特别是对电压的调节以及对线路阻塞的管理。本文还分析了主动配电网中的主要挑战与机遇,并讨论了这方面的最新进展。文章最后描述了一种基于广域信号的统一控制算法,用于改善电网的功率分布。     

配电网中分布式储能系统一致性主动控制

提出了一致性主动控制的方法对分布式储能装置进行优化控制,每一控制目标只需和邻近目标交互局部信息,在没有全局性信息的场景下实现全局最优一致性控制。一致性主动控制方法使系统中储能装置处于相同的放电比例状态,以满足实际应用的要求。该方法通过对一个Leader节点的监控,结合局部储能装置间主动的信息通信实现最终一致性的目标。基于IEEE3和IEEE32系统的算例结果验证了配电网分布式储能系统一致性主动控制算法的可行性和有效性。     

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。     

促进主动配电网运行的需求侧响应保障机制

在配电网逐渐从传统形式迈向主动配电网的环境下,要保证主动配电网的稳定运行,需要运用需求侧管理手段来协调当地能源管理。为了促进主动配电网运行,深入研究了需求侧响应保障机制,首先,基于主动配电网运行特征,提出加强需求侧响应实施的技术保障;进而从电力用户、电网企业以及政府部门3个角度设置需求侧响应实施的协调机制,从全社会层面配合主动配电网推进;最后,根据主动配电网运行的实际情况,设计需求侧响应实施规划,以确保需求侧响应的有效开展,促进主动配电网安全、经济、可靠运行。     

基于Stackelberg模型的主动配电网动态电价需求响应设计

传统价格型需求响应(DR)可能造成负荷弹性不大的用户用电成本的增加,为此提出了一种基于Stackelberg模型的主动配电网(ADN)动态电价DR方案,确保用户参与DR的收益。将负荷分为代理负荷和非代理负荷两类,通过DR代理调控代理负荷,利用动态博弈理论下的Stackelberg模型分析DR代理与ADN的互动过程,求解Stackelberg均衡得到DR代理与ADN的均衡策略,即动态电价与负荷安排。最后,采用IEEE 6节点的算例证明了所提出的DR设计在限制用户电费支出方面的有效性。     

需求响应下分布式储能协调运行策略研究

随着电池储能技术的不断成熟和发展,其在电力系统中也得到了广泛应用。针对需求响应下多点分布式储能电池的协调优化问题,分析了电池储能系统的调节响应特性,以用户用电成本最小化为目标,基于分时电价的储能电池需求响应,构建了以网损最小化为目标的多点分布式储能参与需求响应协调优化模型,并通过IEEE 3机9节点算例验证了模型的有效性,为电池储能系统在电网需求侧辅助服务市场中的应用提供技术支撑。     

考虑含储能的三端智能软开关与需求侧响应的主动配电网有功无功协调优化

针对分布式电源(distributed generation, DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题,提出一种考虑含储能(energystoragesystem, ESS)的三端智能软开关(softopenpoint, SOP)与需求侧响应(demand response, DR)的主动配电网(active distribution network, ADN)有功无功协调优化策略。首先,计及可再生能源出力的不确定性,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks, CGAN)生成日前场景。然后,对含ESS的三端SOP与DR进行建模,并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用GUROBI进行求解。最后,在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明,计及风光出力的不确定,所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行...     

基于精细化模型的需求侧响应策略分析

提出了居民侧负荷中的热力学可控负荷(空调系统和热水器)的精细化模型。详细分析了电价信号对其的调控方式。并以IEEE13节点典型馈线系统为例,在固定电价、分时电价和实时电价策略的激励下对系统进行了仿真,详细分析了居民侧负荷在不同电价的激励下负荷行为的改变,以及在配网中加入波动性大的分布式电源后配网注入功率被需求侧响应资源调节的情况。该研究得出了需求侧响应在平缓分布式电源的波动性及削减负荷高峰方面可做出贡献的结论。     

基于需求侧响应的配电网储能容量识别

随着越来越多的分布式储能系统在负荷侧并网运行,需求侧响应获得了更多的手段。用户侧储能响应容量是用户侧系统需求侧响应能力的重要组成部分。为估计不同时刻和条件下用户侧储能容量,文中提出一种基于需求侧响应的配电网储能容量识别方法。考虑不同类型负荷用户的需求响应协同控制策略的目标,用粒子群算法进行储能充放电与受控负荷投切策略过程求解,最后计算储能系统的响应容量。结果表明,各类负荷的占比与分布式电源出力对响应容量均产生一定影响,为了取得安全性和稳定性以及使用效率之间的平衡,应当根据控制目标合理配置储能容量。     

考虑储能和需求侧响应的微网光伏消纳能力研究

在光伏发电迅速发展的情况下,分布式光伏的消纳成为人们关注的热点。构建了含有分布式光伏、储能系统以及需求侧响应的光伏微网系统。以光伏发电消纳量最大为首要目标,同时考虑微网系统的用电成本,并加入功率平衡、微网可靠性、储能系统功率上下限、需求侧响应以及光伏出力界限等约束条件。为了对比分析储能和需求侧响应对微网光伏消纳的影响,设立不考虑储能系统和需求侧响应、只考虑储能系统、只考虑需求侧响应、同时考虑储能系统和需求侧响应4种情景,使用改进帝国竞争算法解决约束条件较多的问题。通过对比发现,借助储能系统和需求侧响应能够有效地提高微网中分布式光伏的消纳率,同时也保证了微网用电的经济性。     

计及分时电价下用户需求响应的分布式储能多目标优化运行

以配电网网损和电压偏差最小为优化目标,计及分时电价下的用户需求响应,建立了与用户互动的分布式储能多目标优化运行模型,将电价变动引起的用户需求响应与分布式储能动态结合,探究了分布式储能在优化运行方面提升配电网运行水平的作用。采用改进的遗传算法对所建立的模型进行求解,证明了计及分时电价下负荷需求响应的分布式储能多目标优化运行模型能够有效降低配电网网损,减小线路电压偏差,同时也验证了所提出的改进遗传算法具有进化速度快、求解结果优的特点。     

计及需求响应及抽水蓄能的含风电系统鲁棒机组组合

针对大规模风电接入电力系统带来的消纳问题,提出一种考虑需求响应及抽水蓄能的鲁棒机组组合优化方法。计及需求响应、抽水蓄能机组的运行约束及鲁棒可行性约束,采用考虑不确定预算的风电功率不确定集合,基于仿射补偿策略,构建鲁棒机组组合模型。同时根据对偶原理将鲁棒优化模型转化为确定性的数学规划问题,并在改进的IEEE39节点系统进行算例仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

提高需求响应可靠性的储能优化配置研究

提出了基于用户需求曲线的需求响应不确定性模型,通过区间弹性系数反映用户响应行为的不确定性,并得到不确定需求曲线.为提高需求响应的可靠性,基于用户响应偏差的区间数构建了负荷聚合商的储能优化配置模型,利用蒙特卡洛模拟求解该模型得到储能配置方案,并就储能对需求响应可靠性的改善效果进行评估.PJM历史数据仿真表明,所提模型和算...     

考虑环境成本和需求响应的风电并网优化

在能源互联网的大背景下,传统的火力发电由于对环境的破坏需要清洁能源作为代替。风电因为其经济、环保得到了广泛的应用,而日益增长的风电接入电网给电力系统的经济、稳定运行带来严峻的挑战。文中从环境成本和需求响应两方面入手,综合考虑了风电的波动性、火电环境损失、可转移负荷对于系统的影响,及需求响应在提高风电消纳、降低环境污染、平抑负荷波动等方面的作用。为求解模型,文中提出一种粒子群算法惯性权重改进策略。算例表明考虑需求响应和环境成本可以有效降低成本和弃风现象。