面向负荷管理过程的工业用户安全用电风险态势感知方法

为评估工业用户内部负荷设备受调控时存在的风险态势并加以防范,基于态势感知技术,提出了一种面向负荷管理过程的工业用户安全用电风险态势感知方法。首先,基于工业用户负荷设备的历史出力数据和故障率,训练贝叶斯长短期记忆网络(longshort-term memory,LSTM)模型预测风险传播时刻的对应值;然后,类比SI(susceptible and infective)模型,提出了考虑负荷不确定性的风险传播模型;其次,从负荷设备自身安全风险、生产过程风险和经济损失风险3个角度提出了工业用户安全用电风险态势呈现指标体系;最后,基于风险传播模型和指标体系,有效实现工业用户内部负荷设备调控对象优选和指导风险防控方案制定。采用钢厂工业用户进行仿真算例分析,验证所提方法的合理性和有效性。     

基于空间密度聚类和异常数据域的负荷异常值识别方法

针对海量电力负荷数据,提出一种基于空间密度聚类和异常数据域的负荷异常值识别方法.首先,基于空间密度聚类方法将负荷曲线按照正常和异常用电模式进行分类,并对正常用电模式中的负荷曲线进行负荷水平分类.然后,在不同负荷水平下,利用负荷期望值的置信区间和负荷样本与样本均值之间偏差的四分位差,构建异常数据域.考虑非典型用电行为的偶然性,引入用电时刻偏移量,对形成的异常数据域进行修正,并构建面向异常用电模式的异常数据域.在算例中,采用居民和工业用户的负荷数据集对所提方法进行检验,相比于传统方法,文中所提方法的识别精确率平均提高了10％以上,综合评价指标平均提高了4％以上.     

含高比例分布式光伏的主配网紧急切负荷策略研究

随着新型电力系统接入高比例分布式光伏和不同等级的重要负荷,传统紧急切负荷策略对于日益紧密的互联电网适应性较差,导致分布式光伏或重要负荷脱网,随即引起更严重的连锁故障。提出了一种含高比例分布式光伏的主配网紧急切负荷策略。分析提取主配电网极端运行参数,通过风险评估构建紧急场景集;在主网层提出基于事件和响应的双驱动切负荷策略,通过主网切负荷优化模型求取紧急场景各配网切负荷量,并存入离线数据库用于事件驱动模块,基于离线数据库构建的随机森林模型用于响应驱动模块;在配网层通过分析各馈线重要度,以切负荷后果严重度最小为目标构建配电网最优切负荷模型,将可中断负荷参与减载作为切负荷的第一轮次,求取切负荷量和切负荷地点;在含高比例分布式光伏的105节点系统中进行仿真分析,与另２种切负荷策略对比,验证了所提策略能够使电网风险有效下降的同时降低分布式光伏和重要负荷脱网对系统的影响。     

考虑源荷可调节资源参与的电网风险评估指标体系及方法

针对在源荷两侧可调节资源的大规模接入后,常规的电网风险评估方法难以兼顾源网荷三侧风险评估需求的问题,构建考虑源荷可调节资源参与的电网风险评估指标体系,并探讨指标参数的量化及系统整体风险计算方法。首先,分析电网运行风险的影响因素,并结合各影响因素构建电网风险评估指标体系;其次,确定各风险指标严重程度及发生概率的量化计算表达方法;最后,设计基于改进层次分析法的系统整体风险综合计算方法,并确定对应的运行风险等级。以改进的IEEE 14节点系统及实际电网算例模型对指标体系及评估方法进行仿真分析,结果表明：所构建的风险指标体系及评估方法可同时预测源网荷的风险,具有一定的实用性和有效性;与采用层次分析法权重计算方法相比,所提评估方法获取系统风险分值平均偏差率小10倍,具有更高的准确率,且更加客观合理。     

考虑发用电协调的售电公司负荷组合优化建模方法

电力市场环境下,如何根据用户用电特征制定优化策略以实现购售电利益最大化是售电公司一项重要的研究课题。针对中长期市场中考虑发用电协调的售电公司,提出了考虑售电公司购售电利益的负荷组合优化模型,并考虑需求响应技术来进一步优化用户综合负荷特性,最大化市场环境下售电公司的购售电利益。同时,针对需求响应的负荷反弹问题,引入三阶段反弹负荷模型,构建考虑负荷反弹的滚动优化改进模型,重新调整用户需求响应负荷值,从而改善需求响应负荷反弹情况下的组合用户需求响应负荷特性。最后,采用中国某市2017年工业用户群组负荷数据对所提出的模型及策略进行仿真分析,说明了所提方法的有效性。     

频率安全分段控制下轮次切负荷协调优化策略

区外来电和大规模新能源发电比例的迅速提升使得电力系统频率安全问题日益严峻,精准负荷控制为源荷的瞬时平衡提供了新途径。提出了频率安全分段控制下,毫秒级负荷控制(FC-Ⅰ段)和秒级/分钟级负荷控制(FC-Ⅱ段)的用户侧轮次切负荷协调优化策略。根据FC-Ⅰ段控制策略确定的节点负荷控制量,以控制代价最小为目标,以负荷重要程度、负荷控制精确度为约束,基于McCormick松弛和内点法,快速求解该节点下底层用户的毫秒级负荷切除策略;对于FC-Ⅱ段的秒级/分钟级负荷控制,综合考虑FC-Ⅰ段控制后的剩余可控量与用户的参与意愿,建立多用户非合作博弈模型,并采用多目标粒子群优化算法求解秒级/分钟级负荷切除方案。通过实例分析,验证了所提策略的有效性。     

基于高斯过程回归的工业用户需求响应潜力评估方法

精确的用户需求响应潜力评估有助于电力公司或者负荷聚合商合理调用需求侧资源,提高需求响应的实施成效,以及降低电力系统的负荷峰谷差。在此背景下,针对用电容量大且负荷规律性强的工业用户,提出了一种基于高斯过程回归的需求响应潜力评估方法。首先,构建了基于时序分解算法的工业用户负荷分解模型,并提出了负荷趋势性和周期性分量的可中断负荷特征提取方法以及工业用户的需求响应意愿特征提取方法;然后,基于提取的特征,构建了基于高斯过程回归的工业用户需求响应潜力评估模型;最后,以浙江省工业用户的实际需求响应数据为例,对所提需求响应潜力评估方法的有效性进行验证。仿真结果表明所提方法可以较为准确地评估工业用户的需求响应潜力,为电力公司或者负荷聚合商制定需求响应方案提供参考。     

基于需求侧管理的城市电网风险评估

高受电比例城市电网中电源严重缺额,电网故障和失负荷风险极高,而用户负荷和系统风险关系密切。需求侧管理(demand side management,DSM)采取分时电价等方式来指引用户调整用电习惯,实现削峰填谷。研究了DSM对城市电网风险的影响,通过能效负荷优化和可中断负荷调度建立了需求侧综合管理模型,在此基础上,建立风险评估模型及指标体系,采用蒙特卡洛法对元件状态抽样,进而计算风险评估指标。结合某典型高受电比例城市电网实际进行风险评估,将考虑DSM风险指标与传统风险指标进行对比,结果表明DSM手段可以有效降低城市电网的失负荷风险,明显提升城市电网运行的安全水平。     

基于负荷控制潜力量化模型的工业用户群体画像方法

在中国新一轮电力体制改革背景下,研究工业用户负荷参与负荷控制的潜力,对于促进电网安全稳定运行有着积极的作用.以工业用户负荷数据为基础,充分提取用户在不同时间量度下的用电特征,从错时潜力、轮休潜力和避峰潜力3个方面构建多时间尺度负荷控制潜力指标体系.进而将信息熵和逼近理想解排序法相结合,构建负荷控制潜力量化模型,实现了对负荷控制潜力价值的衡量.并且,利用近邻传播算法分析量化模型结果,将用户按照潜力量化值聚类,实现了对不同用户特征群的划分.最后,基于某地区的实际工业用户负荷数据进行算例分析,实现了对工业用户群体负荷控制潜力画像结果的呈现.     

计及用户决策不确定性与调频备用需求的空调负荷聚合策略

用户侧海量空调负荷资源可灵活参与电力系统频率调节服务,但调频效果易受用户行为决策不确定性影响。基于对传统聚合策略及其参与系统调频方案剖析,文章设计了面向用户决策不确定性及调频备用需求的空调负荷聚合框架。首先通过对系统一、二次调频特性分析,建立典型空调负荷动态响应模型,并给出考虑空调负荷动态响应的电力系统频率误差量化与计算方法;其次,提出基于风险规避多臂机理论的海量空调负荷聚合策略,通过引入组合在线学习思想学习用户的用电习惯,有效降低用户行为决策不确定性给调频带来的影响。仿真结果与对比分析标明,所提空调负荷聚合策略在综合考虑用户自主选择参与或退出等不确定扰动下,具备更优的参与系统调频能力。     

考虑联络线转供及孤岛划分的配电网风险评估

基于风险评估理论和N-1安全准则,针对含分布式电源的配电系统故障及其供电恢复情况,提出负荷点损失风险指标、线路过负荷风险指标及其综合风险指标评估系统的风险程度,通过统计分析找到系统脆弱节点及线路。基于启发式算法,提出优先联络线转供、然后通过分布式电源孤岛划分相互配合的故障恢复策略,并从最大限度地降低系统负荷点损失风险的角度讨论了分布式电源的入网位置。以IEEE 33节点配电系统为例,验证了所提评估指标能反映含分布式电源配电网的风险程度,所提故障恢复策略及分布式电源入网位置方案能有效降低系统风险。     

计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法

切负荷控制是电力系统稳定运行和效率优化控制的关键技术之一,针对分钟级精准切负荷效率优化控制中负荷过切率优化问题,提出了一种计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法。首先以用户响应负荷颗粒度大小为切入点,采用需求响应策略,削减待切用户响应负荷颗粒度;其次,通过负荷分级建模,构建了基于最小负荷过切率的精准切负荷优化模型;最后通过算例分析,对比传统最小过切率精准切负荷控制方法和所提方法,结果表明,所提方法能够有效降低负荷过切率和负荷过切率波动性,验证了所提方法的有效性。     

基于VMD-GRU-EC的工业用户短期负荷预测方法

工业用户作为城市用电主体，具有负荷组成结构复杂，易受生产计划等因素影响产生冲击性负荷的特点。而传统的负荷预测方法难以处理工业负荷的非线性，且未充分利用负荷残差序列信息，导致负荷预测效果不佳。为此，在采用传统的变分模态分解-门控循环网络预测方法得到初始预测值的基础上，进一步考虑增加基于门控循环网络的误差修正方法对初始预测值进行修正，从而更好地适应工业负荷的多变和突变性。算例分析表明，所提出的短期负荷预测方法可有效提升的工业用户负荷预测准确率，为工业用户在生产运行和参与电力市场交易等提供强有力的决策支撑。     

计及可平移负荷的微网经济优化调度

微网以一种更为有效的方式集成了分布式能源、储能设备和可控负荷。经济调度是微网经济运行的关键,该文从供能和负荷控制角度对微网经济优化调度问题进行研究。综合考虑不同用电特性的可平移负荷单元,建立可平移负荷模型,并提出负荷平移求解策略。将经济调度视为离散最优控制问题,构建基于动态规划的微网经济优化调度模型。然后将其转化为二次规划问题,采用预估校正内点算法求解。算例分析了负荷平移对调度结果的影响,从而验证了所提模型和算法的有效性。     

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。     

考虑用电能效的负荷控制优化策略及模型

中国负荷控制方案依据用户历史用电量比重制定,未考虑用户的能效情况。具体操作时实施拉闸限电操作,未将线路中的重要用户和高耗能用户予以区别。针对这一问题,提出2阶段优化策略,第1阶段以标尺竞争机制为基础,构建电量缺口分配优化模型,实现最大用电能效;第2阶段以用电能效最高、开关时间最少、重要负荷停电量最小、可中断负荷停电量最小为目标,构建虑及可中断负荷的优化管理模型,并将改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和启发式算法结合,加入基因校正环节进行求解。算例测算结果表明了该策略的可行性和有效性。     

基于智能负载的微电网精准切负荷控制策略

随着分布式发电(DG)的大量接入,微电网的安全稳定运行正面临较大的考验,精准切负荷控制策略的重要性愈发突出。为了最小化过切量,提升负荷控制的经济性,需对微电网精准切负荷的控制策略进行改进。首先,介绍了智能负载原理,通过调节电力弹簧(ES)电压的大小实现智能负载功率的动态变化;然后分析了应用权重法与轮次法的传统精准切负荷控制策略,在此基础上提出了一种基于智能负载的精准切负荷控制策略,通过负荷的动态响应实现最小化过切量,并将其应用于权重法与轮次法;最后,算例分析表明,所述方法可有效降低系统过切量,提升负荷控制的经济性。     

柔性负荷虚拟电厂下冰蓄冷空调的优化控制策略

在构建安全稳定、经济低碳的智能电网的过程中,利用柔性负荷主动参与电网的协同控制受到高度重视。为挖掘和利用柔性负荷响应电网需求的调控潜力,提出一种专门针对柔性负荷的虚拟电厂构架;选取冰蓄冷空调作为典型受控对象,给出一种优先保障用户用电体验和经济性并计及电力系统供需关系的优化用电控制策略;结合空调系统的实际运行特性和用户用电期望,以设备运行费用最低、电网负荷波动最优为目标构建双层优化模型。通过算例在不同冷负荷需求下对冰蓄冷空调的控制结果进行仿真对比,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

面向广域分布的家庭蓄热式电采暖集群控制方法

针对面向新能源消纳调制广域分布的家庭蓄热式电采暖(REH)负荷的时空分布特征存在维度大、调控难的问题,提出了一种基于历史数据的REH控制方法。根据用户房屋参数、REH类型等信息对REH用户进行聚类以降低策略的求解维度;考虑用户舒适度、REH运行约束条件,并根据不同的控制目标建立对应的目标函数,采用粒子群优化算法优化历史数据中各REH集群的用电策略;基于卷积神经网络学习状态特征与REH用电策略之间的关系,利用该卷积神经网络生成REH的实时运行策略。基于某地区冬季电网的发电数据,采用蒙特卡罗方法模拟10000台REH的用电需求并进行仿真分析,以验证所提方法的有效性。结果表明所提方法能在满足策略生成时效性以及用户舒适度的前提下,有效促进新能源消纳,并减少用户的取暖费用,平抑负荷波动。     

含有用户自主选择行为分析的电价套餐设计策略

基于用户自主选择行为并趋优的特性,提出了一种新型的电价套餐制定策略。首先,采用K-means算法对电力用户负荷特性曲线进行聚类分析,生成各类典型的用户负荷特性曲线;构建效用模型及用户选择概率模型,以效用最大化确定不同用电习惯的用户选择套餐的概率。其次,制定基于CVaR的售电商成本与风险模型,并以用户自主选择行为和售电商成本与风险等作为约束,以售电商利润最大化为优化目标,建立了电价套餐定制模型。最后,结合算例验证所提出的电价套餐的合理性及可行性。