计入电力系统可靠性与购电风险的峰谷分时电价模型

在电力市场环境下,针对需求侧用户的多时段电价响应,基于电力供给与电力弹性需求平衡关系推导了峰谷分时电价下的电量电价弹性矩阵,以反映用户对电价变化的响应过程。在此基础上,以电网经营企业收益最大化为目标函数,计入可靠性约束、购电风险和线路损耗等,建立了峰谷分时电价模型。该模型通过分时电价的调节即可达到提高电网供电可靠性、减少停电损失,同时增加电网经营企业收益、降低购电风险的目的,使用户和电网经营企业达到双赢。为提高模型求解过程中可靠性指标的更新速度,进一步研究了电力系统可靠性随负荷变化的三次样条插值模型。以IEEE-RTS 79测试系统为例进行算例分析,验证了上述模型、算法的正确性和有效性,并进一步分析了峰谷分时电价下负荷曲线的改善效果及用户停电损失、电网经营企业收益的变化情况。     

实时电价下源网荷各侧收益的优化研究

基于用户在峰谷分时电价中的响应机制和价格弹性理论,用户会随着电价的变化调整自身用电量,因此通过电价变化引导用户主动地调整用电计划,从而达到缩小负荷曲线峰谷差,降低源网荷各侧成本以及增加收益的目的。文中采用模糊聚类算法对日负荷进行峰平谷分类,根据各小时的峰平谷隶属度建立实时电价模型,并且依据新电改之后相关政策对电源侧和电网侧的收益建立数学模型,以电源侧和电网侧收益最大、峰谷差最小为目标函数,将以负荷侧用户用电成本不上涨为约束条件的源网荷各侧收益作为优化模型,采用粒子群算法进行求解,并在Matlab仿真平台上验证了该模型缩小峰谷差和增加收益的有效性。     

计及电动汽车入网的电价联动模型

电动汽车不同的充放电控制与利用策略对电网负荷曲线产生不同的影响,从而影响到峰谷分时电价政策的制定与实施。提出计及电动汽车入网的电价联动模型。首先,应用蒙特卡洛模拟法模拟一定数量电动汽车充放电功率曲线;然后,供电侧基于用户需求响应调整销售侧峰谷分时电价,以优化用户负荷曲线;最后,将用户响应后的用户负荷曲线与电动汽车充放电功率曲线叠加得到新的电网负荷曲线,在此基础上,调整发电侧峰谷上网电价,以平衡用户侧削峰填谷及电动汽车入网给发、供电侧带来的效益。结合实际数据,设置3种电动汽车入网方式和2种充放电电价模式对模型进行仿真,结果验证了模型的有效性。     

电动汽车峰谷分时充放电电价研究

在插电式混合动力汽车有望规模化应用的背景下，供电公司与PHEV用户市场力的博弈越来越频繁和紧密，以电价作为杠杆，计及供电侧平滑电网等效负荷波动和用户侧效益，采用电价综合反应曲线和用电弹性矩阵来分别表示PHEV用户充电和放电弹性特性建立数学模型，应用粒子群优化算法对模型进行了求解。最后，通过算例验证了合理的充放电峰谷分时电价机制调控PHEV用户接入电网行为对平滑系统负荷的有效性，同时PHEV用户经济效益也得到满足。     

考虑用户综合满意度的居民区电动汽车充放电优化策略

当前电动汽车充放电研究缺乏对用户侧,特别是用户出行便利性与收益的考量。为此,分析居民区电动汽车用户的出行特性和出行需求,建立了包含用户出行便利度和充放电经济度的用户综合满意度模型,以此模型为目标提出了最大化用户综合满意度的电动汽车充放电优化策略,并使用遗传算法对其求解,通过算例仿真验证了所提模型的有效性。利用该模型还研究了电动汽车规模化入网对电网负荷波动的影响,基于某居民区负荷数据进行仿真计算,对比分析了不同峰谷电价对电动汽车充放电优化策略的影响,结果表明:通过峰谷分时电价引导电动汽车入网可降低负荷峰谷差,且随着峰谷电价差的增加,更多的用户为电网提供削峰填谷辅助性服务,负荷峰谷差和均方差随之降低。     

考虑峰谷分时电价影响的变电站容量规划方法

针对峰谷分时电价的实施会调整电力负荷进而影响电网规划的问题,提出了考虑峰谷分时电价影响的电网规划方案制定方法,并且建立了基于需求侧管理各参与方成本效益分析的峰谷分时电价模型及变电站容量规划模型。在峰谷电价比恒定的情况下,根据峰谷分时电价模型的计算结果选取算例地区峰谷分时电价的最优拉开比。在此基础上,对传统变电站容量规划方案和考虑峰谷分时电价影响的修正方案进行对比,最终得出:考虑峰谷分时电价影响的变电站容量规划方案在新建变电站容量减少的条件下,仍能满足地区电力平衡。并且该方案还能保证需求侧管理的各参与方均能获得更多利润,在有效节省建设投资的同时降低电力用户用电成本,明显提升电网规划的经济性和合理性。     

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。     

考虑峰谷分时电价策略的源荷协调多目标发电调度模型

针对新形势下电力调度的发展需求,提出了一种考虑峰谷分时电价策略的源荷协调多目标发电调度模型。首先,探讨了峰谷分时电价对电源及负荷侧的影响机理,从用户电费支出及用电方式两个角度给出了负荷参与峰谷分时电价的满意度指标。其次,以峰谷分时电价为杠杆,将电源侧的发电成本问题以及负荷侧的用电问题进行有效关联,从源荷两侧建立一个多目标发电调度模型,并进一步给出相应的求解算法。该方法能从电源和负荷两侧最大限度地挖掘发电调度的效益,所得的方案也符合各方的利益需求。最后,通过一个省级电网的算例说明了所提方法的有效性。     

售电公司参与需求侧响应的系统动力学研究

能源互联网示范园区的落地以及售电公司的成立,使得以售电公司为实施主体的适用于园区的需求侧响应机制的研究更为迫切。文章建立了一种基于峰谷电价的需求侧响应模式,一方面由售电公司在园区内实施峰谷电价,用户响应电价优化自身用电行为,电网公司获得实施需求侧响应的效益,另一方面电网将一部分效益分享给售电公司,售电公司通过降低电价将部分收益回馈给用户。其次,运用系统动力学模拟实施这种需求侧响应计划后电网、售电公司与用户的收益情况,以证明该模式的有效性。模拟系统将需求侧响应模型分为用户响应模块、电网效益模块和售电公司效益模块,通过建模剖析各因素间的关系。模拟结果表明,实施此需求侧响应模式,各方在利益层面上均有收益,该模式具有可行性。     

发电侧与供电侧峰谷分时电价联动的分级优化模型

实施峰谷分时电价,可以改变用户的用电特性,达到移峰填谷、降低发供电成本、提高能源使用效率的目的,但同时也带来供电公司收益减少的风险.为此,提出了发电侧与供电侧分时电价联动的2级优化模型.该模型分2级进行优化:首先基于用户价格反应度矩阵,对供电侧峰谷电价进行优化,使其负荷曲线达到最优;然后对发电侧峰谷电价进行优化,以平衡发电公司与供电公司之间的成本效益,达成发电侧与供电侧价格联动.算例表明,所建立的分级优化模型能合理地分配发、供电实施峰谷分时电价的利益和风险,促进这项措施的顺利实施.     

电力需求侧管理中的分时电价研究

峰谷分时电价作为现阶段一种有效的需求侧管理手段,是电力公司向用户实施的一种通过价格信号引导用户合理用电的有效经济刺激手段。它在优化电力资源配置等方面起到了积极的作用。科学合理的分时电价,能够赋予电价必要的弹性,拉大峰谷时段电价差,达到削峰填谷和提高电网负荷率的需求侧管理目标。基于负荷曲线分布分析,在初步划分峰谷时段的基础上,利用用户对电力商品的需求价格弹性矩阵,建立峰谷分时电价数学模型,并对该模型的目标函数进行优化,得到一种分时电价定价方法。对邢台供电公司的算例进行了仿真,说明了该模型的可行性。     

考虑源网荷效益的峰谷电价与峰谷时段双层优化模型

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价的实际经济效用;考虑用户响应的不确定性,保证分时电价实行后的源网荷效益在一定范围内变化;峰谷时段划分与峰谷电价设计均以系统成本最低为目标优化得到,充分考虑峰谷时段划分、峰谷电价设计和用户响应行为之间的交互机理。仿真结果表明,与单独划分峰谷时段的模型相比,所提模型能够制定更优、科学性更强的峰谷时段和峰谷电价,进一步降低系统总成本。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

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。     

基于主从博弈的电网公司需求响应补贴定价机制

文中构建了电网公司与多个用户的需求响应主从博弈模型。其中电网公司基于预测得到的下一年负荷持续曲线,选取合适时间段制定需求响应补贴策略,通过降低峰值负荷减少输配电建设成本,提高输配电整体收益;而用户根据电网公司在某时段制定的需求响应补贴价格决定在该时段的响应量来获取额外收益。文中对主从博弈模型的存在性及求解思路进行了分析,并给出了博弈均衡解的求解流程。算例表明,电网公司可基于所构建模型得到峰荷时段的补贴价格,且电网公司及用户均可通过需求响应而获益。此外算例还分析了可避免输配电容量单位成本变化对电网公司需求响应收益的影响。     

考虑快慢充负荷特性的电动汽车调峰定价策略

随着分布式光伏大规模发电的广泛应用,净负荷“鸭型”曲线特征明显,电动汽车白天充电无法充分利用新能源,夜间充电使原有负荷峰值叠加。为避免净负荷“峰上加峰”现象,文中以减小净负荷峰谷差为目标,实现充电负荷转移。首先,基于快慢充行为特征的统计数据,采用蒙特卡洛法模拟用户充电行为,实现未来充电负荷分布的预测,并根据慢充的入网特性以及快充的延迟充电特性建立快慢充负荷约束。然后,基于梯度下降法对负荷转移率进行计算,并引入用户消费心理学构建充电负荷价格响应模型。最后,对电网调峰的经济性进行分析以限定电价变动约束,以净负荷峰谷差最小为目标构建充电引导模型,并利用深度强化学习对其求解。仿真结果表明,所建模型和求解策略能有效引导充电负荷避开净负荷的峰期,并确定合理电价,减小电网的峰谷差。     

浙江省用户侧电化学储能经济效益分析

浙江省电力负荷快速增长,峰谷差呈逐年上升趋势,高峰负荷持续时间比较短暂。储能技术迅速发展、成本不断下降,储能逐渐成为缩小峰谷差的重要措施。针对浙江电网的实际情况,建立了电化学储能成本模型和收益模型,对储能的经济效益进行分析,得到能产生利润的峰谷电价差和目前电价政策下的动态投资回收期,最后对储能技术的前景进行展望。     

一种日前发电调度与日前分时电价联合优化模型

为充分发挥电价对市场需求的调节作用,有效引导需求侧资源参与电网调度,提出一种日前发电调度与日前分时电价(Time-of-Use, TOU)联合优化模型。考虑分时电价对用户收益的影响,以最大化社会福利和最小化峰谷差为目标函数,通过源荷两侧的协调调度来增强分时电价的实施效果。考虑负荷响应的差异性,对各类负荷实施不同的分时电价。计及电网公司让利约束,在保障用户和电网公司利益的前提下,电网公司以让利的形式将因分时电价带来的电网缓建获益适当转嫁给用户,以实现经济效益的共享。结合NSGA-II算法和优先顺序法求解该多目标优化问题,根据最大满意度法从Pareto解集中选取最优解。通过对修改的IEEE 39节点系统算例的仿真,验证了所提模型的有效性。     

考虑多重评价指标的多时段分时电价优化模型

分时电价策略是当前电力系统需求侧管理的主要措施之一,执行分时电价能够有效降低负荷波动,实现削峰填谷。合理开展峰谷双时段或峰平谷3时段分时电价策略的选择有利于提高电网供电可靠性和用户满意度。提出基于电价弹性矩阵的用户响应模型并定量计算用户综合满意度,根据相应模型分别求解负荷峰值、负荷峰谷差以及用户综合满意度,建立峰谷分时电价与峰平谷分时电价的多重评价指标模型,利用所提指标构造电价优化的目标函数。通过对3类用户进行仿真计算验证所提方法的正确性与有效性。