电力系统碳排放流分析理论初探

采用低碳电力技术是电力行业实现可持续发展的重要举措。现有研究中,碳排放的统计量通常以宏观数据统计为主,按照一次能源消耗量转换得到。此类方法无法揭示电力系统碳排放的特点,在应用中存在着诸多局限性。文中探讨了将碳排放分析与电力系统潮流计算相结合的新思路,提出了电力系统碳排放流的概念。结合网络分析技术,提出并建立了电力系统碳排放流分析的几个基本概念与指标,初步形成电力系统碳排放流分析的理论架构。给出了一个示例系统的计算结果和直观展示,并结合电力系统潮流分析的基本原理,剖析了电力系统碳排放流分析理论的作用和意义。最后对电力系统碳排放流分析理论的应用领域和研究方向进行了展望。     

电力行业低碳化的关键要素分析及其对电源规划的影响

在电力系统中实现CO2的有效减排,是当前电力行业所面临的突出问题,而电源规划则将在其中发挥着至关重要的作用。文中分析了面向低碳目标的电源规划模式,在揭示各类低碳要素对传统电源规划模式的影响机制与作用原理的基础上,对实施低碳电源规划的关键技术进行了深入的研究;并分析了在不同的低碳要素场景下,中国电力行业实施低碳化发展的规划前景与碳排放特性,进而讨论了各类低碳要素的应用在实施CO2减排中的作用与潜力。文中的结果为中国电力行业的CO2减排工作提供了有益的参考。     

能源危机、能源转型与电力市场

中国正在推进能源结构清洁化转型。如何通过市场建设促进新能源高比例消纳是能源结构调整重点关注的问题。国外电力市场在支撑能源转型方面具有较为丰富的可借鉴经验,以德国电力市场为借鉴对象,对比总结其促进新能源消纳的过程和成效,可为内蒙古电力市场建设提供有益参考。首先分析对比内蒙古自治区与德国在能源供给和消费总量、新能源装机和消纳方面的水平差距;其次介绍德国电价体系和电力市场体系,并通过参考因素的平均绝对误差指标对德国电力市场在适应高比例新能源方面的运行成果进行深度分析;最后总结德国电力市场建设在政策与市场衔接、跨国大市场建设和区域自平衡机制等方面的经验,并提出适应内蒙古电力市场建设的建议。

     

考虑电化学模型的配电网侧光储系统分布式优化调度

配电网侧广泛接入的光储系统具备成为电网调度中灵活性资源的潜力。为了提高光储系统调控的精细程度,分析建模了光储系统运行的动态特性,构建了考虑电化学模型的光储调度模型。针对保护节点用户隐私和调用分布式计算资源的需求,根据该光储调度模型给出了适用于计算的矩阵化形式,并构建了各节点处含光储系统的配电网调度优化的分布式子问题,实现了该调度优化问题的分布式求解。基于IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法给出的调度方案在可行性、储能运行高效性和老化衰退抑制能力等方面具有优势。     

电力系统碳排放流的计算方法初探

电力系统碳排放流分析的理念为低碳电力带来了新的研究方向。根据潮流计算的结果准确而系统地求解电力系统中碳排放流的分布成为亟待解决的问题。在电力系统碳排放流分析理论的基础上,进一步分析了碳排放流和电力系统潮流计算之间的异同,以及电力系统碳排放流的影响因素、计算体系和计算思路;根据碳排放流求解的需要,定义了一些关键矩阵和向量;结合电力系统潮流计算方法与高等电力网络分析方法,在忽略网损的情况下,建立了电力系统碳排放流的基本计算方法,并通过算例系统验证了该方法的正确性。     

考虑事件数据的产消者负荷预测方法及极端误差抑制策略

能源互联网技术推动了电力产消用户的规模化发展,产消者资源的优化运行与电力市场运营成为改善综合能效和投资收益的重要议题。产消用户的电力负荷精细化预测不但有益于提升分布式资源有限的容量价值,而且还能在售电侧市场全面放开时规避运营风险。首先,综述了产消者电力负荷预测技术及应用场景,提出了事件数据的含义并讨论了事件数据稀疏性带来的行为模式切变对于典型时序预测模型产生的极端预测误差问题。为避免解耦分析多元影响因素下的不确定性,构建了基于预测历史数据置信加权的短时预测修正模型,并分析了修正模型对于极限误差的收敛作用和经济性提升成效。最后,基于真实校园微电网工程运行数据验证了所提方法的有效性。     

适应高比例可再生能源的价区划分与功率转移权重近似计算研究

在全国统一电力市场的建设背景下,省间市场的融合程度日益加深。在组织省间现货交易时,考虑到各省信息安全及有限算力,需要对节点网络进行较为准确的区域等值,并嵌入到省间现货的出清模型中。区域内部节点对等值区域的功率转移权重具有时变特性且对出清计算精度至关重要,传统方法通常在每日采用一个固定均值作为近似已经无法满足要求。可再生能源比例的不断提升加剧系统运行的不确定性,具体体现在潮流转移变化频繁、阻塞多变场景增加,进一步影响传统固定化的区域等值方法的效果。为此,提出适应高比例可再生能源的价区划分与近似计算方法。首先,基于共识聚类的电力市场典型阻塞场景构建,提出电力市场区域等值的价区划分方法。然后,在此基础上提出节点对区域功率转移权重的改进计算方法,通过对节点特性分类计算功率转移权重矩阵,减缓其随注入功率时变导致计算精度降低的问题。最后,通过对IEEE 118节点算例进行验证所提模型的有效性。     

考虑电池储能寿命模型的发电计划优化

电池储能的寿命将受到其运行方式的影响。对规模化电池储能接入电力系统的发电计划优化问题进行了研究,重点考虑了电池储能的寿命模型及其在不同运行方式下的折损与经济性。文中依据电池寿命的影响机理和半经验模型,针对全系统优化的简化建模的要求,归纳出了基于交换功率和基于放电深度两类电池寿命模型,其中基于放电深度的模型可进一步区分为考虑日循环次数和等效循环次数两种计算方式。接着,将电池寿命模型分别内嵌到电力系统的机组组合问题中进行一体化的优化求解,构建了一个混合整数线性规划的数学模型。最后,通过算例分析比较了不同模型的适用性与建模效果。     

异常用电的检测方法：评述与展望

用电侧的非技术性损失(NTL)主要由用户异常用电行为造成,一直是各国电网企业期望解决的重要问题。随着智能电表在电网中的普及,利用配电网、用户侧的量测数据实现对于NTL的高效、精准检测,受到了学术界和业界的广泛关注。首先介绍用户异常用电行为的基本模型、方法与评价指标。随后,从基于系统状态、基于数据驱动和基于博弈论三个角度对现有的异常用电行为检测方法进行系统性的梳理、分析与比较,以总结出其对于后续研究工作开展的借鉴意义。最后,对异常用电行为检测领域的关键技术进行了提炼,并对异常用电行为检测领域未来的研究工作进行了展望。     

面向分布式主体的可交易能源系统：体系架构、机制设计与关键技术

随着大量分布式能源接入配电网,电力系统的安全稳定经济运行进一步受到挑战。可交易能源被视为有望促进系统供需平衡的机制而得到各国学者的广泛关注。综合分布式能源现有技术的发展,将可交易能源机制限定在配电网层面,面向终端用户、电源、储能等分布式主体。在该机制下,分布式主体可直接交易互动,形成去中心化的扁平交易体系,能够通过实时电价引导交易,实现成员收益和系统整体利益的激励相容。首先阐述了面向分布式主体可交易能源系统的概念、特性和意义。进而系统全面地设计了可交易能源系统的体系架构和交易机制,呈现了可交易能源系统具体的运行方式,并分析了相关主体的效益。最后,从系统运行要求出发简述了关键技术,如智能决策系统、区块链等。