独立型微电网源荷协调配置优化

独立型微电网需要支持多种电源和多种负荷高效稳定的组网运行。针对源荷双侧的不确定性,提出一种通过源端模型和负荷端模型迭代协调达到系统综合成本最小化的优化配置方法。在源端,根据用户负荷,考虑供电可靠性和可再生能源利用率,以等年值成本最小为目标函数,对多电源容量进行优化配置并提出电源出力最优调度策略。对于负荷端,利用模糊隶属度函数对峰谷时段进行动态划分,根据电力需求价格弹性模型,以电力负荷与可再生能源发电功率的差值绝对值和最小为目标函数,对动态分时下的峰谷电价进行优化,计算用户需求响应后的负荷。源荷模型交替迭代,得到风光柴储多能系统综合成本最小化的最优解。对某海岛微电网进行仿真研究的结果表明,该优化模型能够提高可再生能源配置容量和渗透率,缓解弃电现象,减轻柴油发电机和蓄电池的工作压力,在保证供电可靠性和用户利益的同时增加微电网的经济效益和环保效益。     

基于灰色模型的“源-网-荷-储”配电网预测分析

针对主动配电网（ADN）的内涵、“源荷储”特性、风光出力预测模型及方法进行综述;分析由于日内各类负荷数据相较于日前24 h负荷数据对于优化调度更具有现实意义,提出基于累加方式的灰色预测模型来预测风光出力情况,并对预测过程及方法进行了仿真研究与分析,根据日前7天的24 h数据来预测日内24 h的风光出力情况。仿真结果表明,预测得到的日内48个风光出力数据具有较高的精确性。     

计及源-荷匹配的多区域多类型新能源系统优化规划方法

合理利用新能源出力之间的互补性可平抑其出力波动性,在新能源规划中考虑互补性可令新能源规划布局更为合理。基于此,本文考虑新能源出力互补性,研究计及源-荷匹配的新能源优化布局方法.利用新能源总出力与负荷的正相关特性,以保持新能源总出力与负荷的动态平衡。首先,基于源-荷匹配思想,提出了描述新能源出力与负荷贴近程度和正相关程度的均衡度指标以及一致性指标。然后,建立了计及源-荷匹配的多区域新能源优化规划模型,并通过引入新能源出力与负荷匹配均衡度约束来保证两者变化特性相一致。最后,以我国北方地区某区域电网为例进行算例分析,研究结果表明,计及源-荷匹配的新能源优化规划可以综合考虑新能源消纳率和渗透率,为考虑新能源出力互补性的新能源规划布局提供解决方案。     

面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法

在 “双碳目标”的背景下,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统.而新能源快速发展和新型用能设 备广泛接入,对传统配电网规划提出了挑战.源网荷储协同的电力平衡是新型电力系统规划的核心,新型平衡资源考虑得越多,电网越经济,但风险也越大,反之亦然,因此需要对平衡进行折中和优化.以负荷预测为基础,综合考虑源网荷储等各方面灵活资源,通过叠加电能替代负荷、常规负荷、新能源出力、用户侧主动削峰填谷、电网侧调峰、 基于激励的需求响应、政府主导有序用电等,得到总负荷曲线、净负荷曲线、自然削峰后曲线、电网侧调峰曲线、平衡曲线与电力需求,创新性地提出了一种面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法和流程,助力新型电力系统 建设.     

风电消纳目标下基于电量与功率滚动优化的荷源控制方法

针对大规模风电基地风电消纳受阻问题,在进行风电受阻分析及高载能负荷调节特性分析的基础上,提出将高载能负荷纳入调节控制。在考虑高载能负荷调节约束的基础上,首先将具有离散可调节特性的负荷纳入日前调度计划,充分挖掘高载能负荷的电量调节能力,建立以消纳风电电量最大化为目标的荷源电量控制优化模型;其次将具有连续可调节特性的高载能负荷纳入日内功率控制,建立以消纳风电功率最大化为目标的荷源功率控制优化模型;最后提出基于电量与功率滚动优化的荷源控制方法,实现荷源滚动优化控制,提高电网对风电的消纳能力,从而缓解风电消纳受阻问题。以甘肃河西电网为例的仿真结果验证了所提出控制方法的有效性。     

基于梯级水电和高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置

为有效解决高比例风光消纳问题,提出一种基于梯级水电与高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置方法。设计高载能负荷配合梯级水电平抑风光出力波动的协调框架;通过刻画基于水头变化的不同时刻间梯级水电的功率调节规律以及基于生产过程的冶炼类高载能负荷功率调节特性,构建考虑系统调节能力约束的风光容量最优配置模型,以风光电站投资建设成本、水火电站运行成本、高载能负荷调度成本以及弃风弃光惩罚成本最低为目标确定风光装机容量。湖南某地区仿真结果表明,所提方法能够更好地应对净负荷功率波动,增加风光并网容量。     

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。     

基于源网荷互动模式的智能配电网调度业务优化

随着分布式电源/多样性负荷的大量接入,配电网结构和运行特性的变化对其调度与控制提出了新要求,配电网运行效率的优化提高成为智能配电网建设的重要目标和迫切需要解决的问题。对配电网调度业务、优化目标以及源网荷互动展开研究,提出了基于调度业务优化的源网荷协调互动流程,探索基于多时间尺度多目标的递进式调度业务优化思路,并提出了优化过程中的动态多时段划分方法。     

基于能源路由器的微网源荷储联合优化调度

随着能源结构的改革,能源需求侧负荷类型愈发多样化,为有效协调微网内源荷储供需关系,提高微网内多能耦合、多能互补的调度能力,本文提出一种基于能源路由器管理微网内源荷储的联合优化调度方法。首先,建立考虑柔性负荷参与调度的能源路由器源荷储能源转换扩展模型,在此基础上以日运行成本最小为优化目标,建立考虑源荷储供需关系的优化调度模型;其次,提出基于非线性权重因子改进的鲸鱼优化算法求解策略,得到典型日微网源荷储联合调度方案;最后,通过算例验证本文提出的源荷储联合调度能够提高新能源的消纳能力,有效降低日运行成本。     

基于高斯混合模型的海洋能发电资源优化配置研究

针对海洋能资源丰富的海岛电网,提出了以消纳率最优为目标的海洋能发电资源优化配置方法。首先,采用高斯混合模型描述海洋能发电的随机波动性,并生成出力场景;然后以海洋能消纳率最优为目标构建了海岛电网的海洋能发电资源优化配置模型;最后,对渗透率、消纳率及源荷匹配度三个指标进行综合分析,获得最优配置方案。基于实际海岛负荷、波浪和潮流数据构建了海洋能发电资源优化配置算例,并重点分析了资源优化配置过程中渗透率约束的取值范围。结果表明,在不同的渗透率约束下,源荷匹配度呈现先升后降的趋势。因此,可以根据最大的源荷匹配度,确定资源优化配置模型中的渗透率约束取值范围。此外,在最优渗透率约束取值范围内,高斯混合模型出力场景与实测数据场景的优化配置结果相差不大且趋势一致,验证了高斯混合模型生成海洋能出力场景的有效性。     

考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法

大规模风电并入电网时,常规电源调峰能力不足,导致风电消纳受阻,而电解铝和电动汽车负荷具有可调节能力,能够消纳一定风电。因此,该文提出一种考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法。首先,基于电解铝负荷与电动汽车负荷的响应能力,建立以弃风电量和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型;其次,采用NSGA-2算法对模型进行求解,获得Pareto最优解集,并利用满意度评价方法选取最优折衷解,从而得到可调节负荷参与受阻风电的决策方法;最后,通过IEEE33节点对系统进行仿真,并与传统调度方案进行对比,验证了所提方法的优越性和可行性,为可调节负荷参与消纳受阻风电提供技术支持。     

计及源-荷不确定性的高比例可再生能源系统协同优化运行

在含高比例可再生能源的电力系统中,由于风光出力的波动性和随机性,增加了电力系统协同优化运行的困难。首先通过拉丁超立方抽样进行风光、负荷实时出力的场景生成,再依据欧氏距离进行样本削减,将不确定性问题转化为场景分析问题。在此基础上分析不同用户类型在不同时间尺度的调度补偿策略,引入了由电价型和激励型需求响应组成的互补机制。以系统运行的经济性最高为目标,对比分析了不同调度策略下的可再生能源消纳率。算例表明计及源-荷双重不确定性后,所提策略能更好地平抑负荷曲线,提高风光消纳率,实现高比例可再生能源电力系统的协同优化运行。     

基于联合时序场景和源网荷协同的分布式光伏与储能优化配置

主动配电网可通过协同调度灵活性资源促进分布式光伏（DPV）电量消纳,为此提出基于联合时序场景和源-网-荷协同的DPV与储能系统（ESS）联合优化配置方法。基于动态弯曲时间特性提出光-荷联合时序场景生成方法,处理源-荷不确定性和时序相关性;建立源、网、荷、储灵活性资源数学模型;以DPV全年总发电量最大为目标,兼顾配电网经济性,建立DPV与ESS联合优化配置的混合整数线性规划模型。以某51节点标准测试系统为例验证所提方法的有效性,量化分析不同灵活性资源对DPV消纳的提升效果。     

计及网络约束的发用电一体化综合优化调度模型

电力高峰负荷持续增长及间歇式能源的迅猛发展提高了输电阻塞的风险,对电力系统调度调节能力提出新的重大挑战。传统电网中主要通过动态增容、负荷转供及有序用电来解决网络阻塞问题。智能电网环境下,随着"源—网—荷"互动能力的提升,柔性负荷参与电网调度在解决网络阻塞问题方面发挥着十分经济高效的作用。基于柔性负荷参与地区电网需求响应调度,以"源—网—荷"三方综合效益最大为目标,构建了计及网络约束的发用电一体化综合调度模型,通过形成最优电价和激励调度方案,实现了对发用电侧的协同一体化综合调度,在有效缓解网络阻塞问题的基础上,实现了满意度和互动成本的最优。采用IEEE 14节点算例验证了优化调度模型的经济性和有效性。     

考虑可再生能源消纳效益的电力系统“源—荷—储”协调互动优化调度策略

为了提升可再生能源消纳率,降低电力系统运行成本,考虑以“源—荷—储”协调互动作为提升系统运行经济性与消纳可再生能源的手段。将常规机组、储能装置与负荷侧调度资源同时进行优化调度,综合考虑系统常规机组运行成本、负荷侧调度成本和可再生能源消纳效益,建立了基于“源—荷—储”协调互动的电力系统优化调度模型。根据决策变量的不同特性,提出了一种两级优化方法。第一阶段采用离散粒子群算法优化常规机组启停成本、弃风弃光成本和负荷调度成本;第二阶段采用双层连续粒子群算法优化常规机组燃料成本。通过算例仿真验证了该优化调度模型的有效性。     

计及差异化需求响应的微电网源荷储协调优化调度

为应对微电网中源荷匹配性较差及弃风弃光的问题,计及需求响应对微电网源荷储协调优化调度进行研究。为了更准确地体现实际需求响应的特点,根据电量价格响应弹性的非线性特点和不同类型负荷响应弹性的差异性,提出基于指数变化的差异化需求响应机制;建立以系统运行成本最低为目标的微电网源荷储协调优化调度模型;通过引入多核并行运行环境和双策略微分进化变异机制构造并行双策略微分进化算法,该算法兼顾寻优深度和寻优速度,实现了对模型的高效求解。算例结果表明,所提方法能够有效改善源荷两侧的匹配度以实现削峰填谷,并能提升系统风光消纳量以及节约运行成本。     

源荷双边参与的高比例新能源电力系统能量与备用市场联合出清方法

风光出力的随机性与反调峰特性增加了电网对新能源的消纳难度。利用源侧、荷侧的灵活可调节特性,设计源荷双边参与规则,引导源荷进行跨时间的双向功率协调以支撑清洁能源高效消纳。首先,梳理源荷双边参与的基本原则与原理,明确交易主体、品种以及模式并设计其参与规则。然后,基于源荷双边参与规则,构建计及源荷双边参与的日前能量与备用联合优化调度模型,在促进新能源消纳的同时降低工业用户用电成本。其次,针对多场景混合整数规划的求解难题,采用改进的渐进式对冲分解算法进行求解,通过启发式的变量“固定-筛选-松弛”,保证模型的收敛性。最后,基于IEEE 118系统进行算例分析,验证了所提能量与备用联合出清模型在促进新能源消纳方面的有效性。     

三峡集团乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目设计

源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例，综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面，采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展；在智慧调控方面，针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题，设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。     

考虑源荷依赖度的含分布式电源配电网黑启动策略

针对传统配电网无法脱离主电网实现黑启动的问题,本文提出一种基于源荷依赖度累积恢复效率指标的含分布式电源配电网黑启动策略。该方法以黑启动电源为中心,通过最小路径进行系统电源聚类,形成区域黑启动电源。利用模糊层次分析法建立负荷与各区域电源的源荷依赖度模型,以源荷依赖度最大为目标将系统划分为以区域电源为中心的多个区域;建立区域内负荷与电源的源荷依赖度恢复效率模型,以负荷恢复过程中源荷依赖度累积恢复效率最高为目标,根据黑启动过程中系统动态变化自动优化负荷恢复顺序,使得更多重要负荷优先恢复。对含分布式电源IEEE69节点配电系统进行算例分析,结果验证了所提方案的有效性。     

基于负荷参与的源荷互动调峰多目标优化方法

大规模风电并网后,外送通道狭窄以及常规电源调峰能力不足导致弃风问题严重,为此,需要寻求提高风电消纳能力的新途径。分析了高载能负荷、电热锅炉和电动汽车负荷的可调节特性,基于各类负荷的可调节能力,建立以消纳风电最大和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型,并采用改进遗传算法进行求解。通过算例验证了调峰优化方法的可行性与有效性。