能源互联网中综合需求侧响应的关键问题及展望

提高可再生能源利用比例以及能源的综合利用效率是未来能源系统发展的主要目标。随着各国能源结构转型的不断深入,传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求,能够实现多类型能源互联融合的能源互联网概念被提出。在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将逐步向综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。首先对IDR的基本概念及其在能源互联网中的作用进行阐述;其次,从IDR实施的关键技术、协同优化机制、市场运营机制以及综合效益评价4个方面分析了未来能源互联网中IDR的关键问题;最后,结合目前已有的研究成果和存在的问题,提出了推动IDR发展的相关建议。     

能源互联网的形态与试点构想

在分析电网公司视角下发展能源互联网的必要性基础上,探讨了能源互联网的形态和试点构想。合理地控制同步电网规模,采用柔性直流背靠背输电分割若干个区域交流电网,同时在各区域交流电网间建设多端柔性直流输电网络是能源互联网在输电网层面的形态;以区域能源互联主动配电网和区域能源互联柔性直流配电网为物理基础,并通过广义需求侧响应和区域能源互联交易平台实现能源互联网的商业化运营是能源互联网在配电网层面的形态。提出了通过能源信息互联构建适应能源互联网运营的先进信息通信网络,通过能源价值互联构建新型能源交易体系,以先进信息通信技术和能源交易体系为纽带,构建一种新型能源综合利用体系的能源互联网试点构想。     

含压缩空气储能的能源互联微网型系统优化配置

首先构建了含分布式光伏、压缩空气储能（compressed air energy storage, CAES）、需求侧响应、燃气轮机等设备的能源互联微网型系统模型。在此基础上以安装成本、能耗成本和需求侧响应成本等构成的年运行费用最低为优化目标,分析对比不同场景下分布式光伏电池组数量、能源互联微网中设备的配置情况及CAES、需求侧响应和电动汽车入网（vehicle to grid, V2G）技术对设备容量配置和微网中各类成本的影响。特别的,考虑了CAES透平机透平压力、透平温度、需求侧响应比例等参数及有无V2G对微网系统影响。算例结果表明,所提模型能合理化能源互联微网中设备容量配置和降低能源互联微网年运行费用。     

智能用电背景下考虑用户满意度的居民需求侧响应调控策略

需求侧响应(demand response,DR)资源是未来能源电力系统中重要的可调控资源。在能源互联网以及智能电网背景下,通过智能能量管理系统(smart energy management system,SEMS)合理地调控用户侧的需求侧响应资源,是实现供需双侧互动以及电力系统协同互联的重要手段。首先,基于SEMS系统架构,对用户用电设备进行分类建模,在考虑用户用电满意度的条件下,以用户用电成本以及系统负荷波动最小为目标,构建两阶段的用户需求侧响应资源调控策略模型;其次,通过分布式的需求侧响应资源调控机制对用户用电行为进行优化,最大程度上保护用户的用电信息隐私;最后,进行算例仿真,在实时电价条件下,分析上述需求侧响应调控策略对用户用电行为的影响,结果表明上述两阶段的需求侧资源调控模型能够进一步优化用户的用电行为。     

需求侧泛在互联一致性测试技术分析

对需求侧资源及泛在互联业务进行了分类,针对需求侧资源的互动需求,分别从需求侧资源互联的评价体系、平台架构以及测试信号的传递流程方面,分析了需求侧泛在互联过程中的相关测试技术。并给出了因需求响应业务中需求侧资源种类众多,需要将模型、预测、算法进行集合等未来需要重点关注的事项。     

能源互联网背景下自动需求响应关键问题及展望

提高可再生能源利用比例以及能源的综合利用效率是未来能源系统发展的主要目标。随着能源与环境问题的不断突出,传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求,能够实现"横向多源互补,纵向源网荷储协调"的能源互联网概念被提出。在能源互联网背景下,高度多元化和自动化的能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将逐步向自动需求侧响应(automated demand response,ADR)的方向发展。首先对ADR的基本概念及其与能源互联网的协同作用进行阐述;其次,从规划、运行、控制、评价这4个维度分析了未来能源互联网中ADR的关键问题;最后,结合目前已有的研究成果和存在的问题,提出了推动ADR发展的相关建议。     

基于多能协同策略的能源互联微网研究

能源互联网一般指具有多种能源综合协同的供应框架,是通过能源转化、能源储存、需求侧响应等多种技术实现的能源供应体系,实现了能源信息的深度耦合。通过建设能源互联网,在多种能源协同供应的条件下,可以实现各类能源的高效利用;同时,在能源互联网体制中,能源的商品属性得以还原,结合相关的决策和能源交易政策,将能有效地创造新的经济增长点。选取北京市海淀北部地区作为实际案例,调研了该地区建设情况和历史冷、热负荷及电负荷数据,结合目前能源互联微网中多种典型关键技术,设计了海淀北部地区建设能源互联网的可行多能源协同建设方案,并评估了在能源互联微网模式下的运营收益和社会效益,为今后能源互联网建设的相关工程提供一定的建设经验。     

综合需求响应研究综述及展望

需求响应(demand response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中的衍生为综合需求响应(integrated demand response,IDR),利用气、电、冷、热等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行包含可调负荷、储能和分布式产能/能源转换设备的协同优化,激发综合能源网络的灵活性,有利于提升能源利用效率,降低供能和用能成本。该文首先介绍IDR的基本概念与框架结构,然后分析了IDR在需求侧的模型,对IDR的优化运行与求解方法的研究现状进行了评述,探讨了IDR的市场机制与商业模式,最后总结了目前IDR研究中的关键科学问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

考虑不确定性的区域能源互联网源荷储协调优化

能源互联网概念的提出,为综合能源利用方式提出了新的思路。计及可再生能源出力和负荷预测不确定性,考虑区域内发电、储能、需求侧多种调度响应资源,采用多场景随机规划方法建立区域能源互联网的源荷储两阶段协调优化模型。日前考虑电价制定,以总社会福利最大为目标,确定第二天电价策略、需求侧响应情况及机组运行计划。日内以总运行成本最小为目标,对日前机组运行计划进行修正。算例证明所提出模型及方法能够充分调动发电侧与需求侧的响应特性,有效实现区域能源互联网系统的协调优化,保证系统的运行经济性和可靠性。     

计及需求侧响应的多源微电网优化运行

微电网作为包含"源–网–荷–储"的自治单元,已成为接纳可再生能源的重要载体,对其优化运行进行研究具有现实意义。文章针对需求侧进行建模分析,协同优化供应侧和需求侧资源,结合分时电热价格,以微电网综合运行成本最小化为目标函数,建立计及需求侧响应的热电联供型微电网优化运行模型。采用CPLEX软件对模型进行求解,算例结果验证了需求侧响应对改善负荷特性的有效性以及电热能源互联微网的经济性。     

考虑多能协同的工厂综合需求侧响应模型

在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(DR)将逐步向综合需求侧响应(IDR)的方向发展。IDR是能源互联网中实现用户深度参与系统调控、传递能源市场价格信号、参与能源市场的重要切入点,是电力DR理论在能源互联网中的扩展。针对工业园区提出了一种工厂IDR模型,同时将光伏、电储能、冰蓄冷和水蓄冷等分布式资源考虑在内。建立园区内能源系统IDR的物理和数学模型,并将其转换为混合整数线性规划用分支定界法进行求解。仿真结果表明,通过IDR模型的优化,多种能源协同互补,并引导用户制定合理的综合能源利用方案,提高了用户侧的用能效率,减少了用户的用能成本;所提模型在工厂的经济性、灵活性以及系统运行方面均带来了一定的效益。     

基于多能源需求响应的综合能源系统动态优化控制研究

需求响应(demand response,DR)是需求侧参与电网灵活互动的重要途径,其在能源互联网中的衍生为综合需求响应(integrated demand response,IDR),利用冷、热、电、气等不同形式能源间的耦合互补关系,在需求侧进行多能源协同优化。本文基于综合能源系统(integrated energy system,IES)框架结构和IDR 的基本理论,提出考虑多能源需求响应下的综合能源系统动态优化控制方法。依据电力需求和价格弹性理论,综合考虑了能源价格对电力、天然气等能源消耗量的影响,构建了多元化用能价格需求响应模型;以经济和环境成本最小为目标,建立了基于DR机制的IES多目标动态运行优化模型,并采用改进的非劣性遗传算法（NAGA-Ⅱ）进行求解,最后以典型园区为例进行实例仿真分析,验证了多能源需求响应对促进综合能源系统优化运行的有效性。     

能源互联网背景下电能替代负荷的应用展望与思考

电能替代技术综合经济优势不明显是其推广的重要障碍之一,而能源互联网利用先进的前沿信息技术及控制技术,实现电、气、热等多种能量需求与供给侧的灵活双向互动,可实现用户侧增量价值的挖掘。因此,能源互联网的建设赋予了电能替代负荷新的应用思路。本文针对能源互联网发展背景下电能替代负荷参与综合需求响应展开深入分析和总结,调研了国内外电能替代技术的发展现状并给出了其推行障碍的几点思考,介绍了能源互联网中应对电能替代负荷接入问题的新途径,总结了电能替代负荷参与综合需求响应的基本实施方式;并对可调潜力分析建模、优化策略、效益评估、支撑平台等关键技术进行总结,给出了未来进一步的研究方向,以期为我国电能替代负荷应用及能源互联网的发展提供参考。     

城镇能源互联网能源交易模式和用户响应研究现状与展望

构建城镇能源互联网,促进可再生能源就近交易,实现用户需求响应,可提高城镇区域内能源的综合利用效率、促进分布式可再生能源消纳、改变能源消费结构,是解决城镇能源可靠供应问题的关键途径。基于城镇能源互联网的概念和特点,文中首先分析了城镇能源互联网的市场结构和用户特征。其次,按能源交易的拓扑结构概述了城镇能源互联网的能源交易模式,并阐述了城镇能源市场中的衍生交易模式。随后,对比分析了传统响应和市场化响应,展现了市场化响应的优越性,并讨论了城镇能源互联网中用户需求响应出现的新形势。最后,对城镇能源互联网中能源交易模式和用户需求响应的关键技术及未来发展趋势进行了总结和展望。     

电力需求侧对电力系统频率质量贡献研究综述

可再生能源的大规模接入给电力系统的稳定运行带来了较大影响。介绍了需求侧管理和响应的基本原理,从需求侧参与电网频率调整的能力、成本效益、控制方法、技术支持等方面分析了需求侧参与电网频率调整的细节问题。展望了需求侧参与多区域互联电力系统频率调整研究领域的工作前景,指出须加快需求侧参与电网频率调整建设,尽快建立符合我国国情的需求侧响应机制。     

能源互联网下的需求响应研究

基于能源互联网背景,研究了需求侧资源信息流和能量流的双向互动,分析了需求响应与调度控制、数据信息、交易平台等其他能源互联网重要技术的深度融合,并设计了能源互联网下需求响应运作机制,最终实现利用互联网技术,促进以电力系统为核心的大能源网络内各类设备的交互,达到多源互补、节能减排、提高能效的目的。     

考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度

在能源互联网迅速发展的背景下,综合能源系统多能耦合互补特性为需求侧参与系统调度提供了更大的优化空间,如何建立切实有效的多能源、多类型需求响应模型对提升系统运行性能具有重要意义。为此,建立了考虑激励型、替代型和基于实时定价机制的价格型多能源、多类型需求响应精细化模型,在此基础上,以电、气、热、冷多能耦合园区系统为研究对象,考虑系统运行、需求响应、用户用能满意度等约束条件,提出了考虑综合需求响应的综合能源系统多能协同优化调度策略。算例分析结果表明所提优化策略能够充分挖掘需求侧资源的调节潜力,在促进能源供需平衡的同时实现了系统多能协同互补与经济运行。     

能源互联网环境下的多能需求响应技术

提升清洁能源特别是可再生能源在终端的消费比例,及实现多种能源类型的综合互补配置,是能源互联网的发展趋势。能源互联网环境下,对需求响应的要求也从传统方式过渡到多能综合需求响应。首先概述了国内外能源互联网的发展及相关项目与政策;其次,对常用的需求响应技术如自动需求响应技术、储能技术、信息与通信技术、电力计量技术、智能控制技术、负荷聚合技术等进行了梳理介绍与分析。着重分析了能源互联网环境下的自动需求响应技术、储能技术、信息与通信技术的发展重点,其中信息物理系统与接口标准是自动需求响应技术的关键,储能技术的重点是降低成本,信息与通信技术侧重于区块链及5G等新技术的应用。最后,总结各需求响应技术未来的发展方向及面对的问题,并提出促进多能需求响应技术发展建议。     

综合能源系统综合需求响应行为研究

面向耦合电、气、冷、热等多种形式能源的综合能源系统,研究柔性负荷、储能和电动汽车等需求侧资源的综合需求响应,有利于挖掘多能负荷的响应潜力,激发综合能源系统的灵活性,提升能源利用效率。首先以区域电-气互联综合能源系统为基础,构建了园区级冷-热-电-气综合能源系统,其次建立了综合能源系统调度模型,通过节点能量平衡方程分析节点能源价格,明确了系统调度-能源价格-综合需求响应的传递关系,然后基于节点能源价格建立了考虑柔性负荷、储能、电动汽车为参与主体的综合需求响应模型;最后通过算例分析了柔性负荷、储能、电动汽车的响应情况,基于节点能源价格对不同位置多能用户综合需求响应前后的负荷曲线进行了分析。     

能源互联微电网的商业模式分析（英文）

随着能源互联网概念的快速发展,对能源互联网各细分领域的顶层设计已经成为能源领域研究的重要一环。针对能源互联网交易特点和商业模式的讨论已深入到能源经济学领域和技术领域。基于能源互联网是由多层次系统组成的理念,出现了能源互联微电网的概念。回顾了能源互联微电网的基本框架,提出了能源互联微电网的交易特点和商业管理模式。配网公司、个人投资者和子微电网是能源互联微电网运营过程中的三个重要组成部分,分析了这三者的角色、权利和责任,讨论了运行原则、政府角色以及能源互联微电网的优点。提出的能源互联微电网商业管理模式和运营模式建议有助于能源互联网的设计和实施。