数据驱动技术在虚拟电厂中的应用综述EI北大核心CSCD

虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)作为电力市场下促进可再生能源消纳、应对能源分布不均的重要运营模式,近年来得到迅速发展。同时,国家电网逐渐普及配网量测装置,并推进通信网络建设,其与VPP的聚合及通信内核紧密融合,为VPP带来了新特点、新模式、新方法。鉴于此,探讨VPP的内涵、特性、功能及工程示范;深入分析大数据背景下VPP呈现出的新特点、新型构成主体及发展关键技术;基于海量广域实时数据,进一步研究数据驱动方法在VPP构成主体及外部环境预测、优化调控策略及电力市场分析3个角度的应用现状。     

能源互联网多能分布式优化研究挑战与展望

在可再生能源发电技术、互联网技术等先进技术的推动下,能源互联网成为传统能源系统发展的必然趋势。考虑到能源互联网的协调运行与控制技术是制约其发展的关键瓶颈之一,从多能协调运行和分布式协同调控2个方面入手,具体分析了能量枢纽建模、多能流网络建模、优化运行策略等基本方法和研究挑战,并在分层分布式控制架构的基础上结合分布式优化算法介绍了多智能体系统在能源互联网运行调控中的应用。最后对能源互联网分布式运行与控制体系、多能流优化调控以及去中心化交易模式的发展前景做了进一步展望。     

虚拟电厂参与调峰调频服务的市场机制与国外经验借鉴

当前我国可再生能源渗透率不断增加,为提高电网调控能力,亟需调峰调频资源。虚拟电厂(virtual power plant,VPP)有效调控内部分布式能源灵活性强,可作为新兴的调峰调频资源。随着多地VPP项目的开展,我国需建立完善的虚拟电厂市场机制。为此,该文首先从市场组成、市场准入、报价出清、结算四个角度比较分析不同省市虚拟电厂参与调峰调频服务市场机制的建设情况,既可为上述省市市场机制进一步完善提供意见,也可为其他省市提供经验借鉴;随后,选取具有不同建设思路的美国加州、澳大利亚与德国,从市场组成、市场准入、报价结算与实施情况四个方面对虚拟电厂调峰调频市场机制进行了介绍;最后,结合我国国情,提出我国虚拟电厂参与调峰调频服务市场机制建设的相关建议。     

需求侧综合能源站实时市场竞标与能量管理协同优化策略

需求侧综合能源站的实时优化策略关系到区域综合能源系统能否实现经济高效运行。该文首先建立可再生能源发电机组、热电联产机组、储能设备及考虑多种能源服务的综合需求响应实时调度特性模型。其次,基于改进的滚动优化机制,分别提出符合多时间尺度协同运行关系的综合能源站长时间尺度市场竞标策略和短时间尺度能量管理策略,并结合两阶段鲁棒优化算法生成了电力实时市场竞标曲线。最后对具体算例进行分析,证明了所提实时市场竞标策略能够较好地应对复杂多变的市场环境,而多时间尺度滚动优化机制与综合需求响应的应用有助于需求侧综合能源站在精确跟踪市场指令的同时提升整体的经济效益。     

考虑多种储能的微能源网多时间尺度协同调度

为应对含不同类型储能微能源网在实际运行中面临的多种不确定因素,在给出考虑储电、储热、储气设备参与的微能源网日前经济调度策略的基础上,以跟踪日前微能源网与外网交互功率及储能设备能量状态优化结果为主要目标,并尽可能提高可再生能源利用率,基于模型预测控制方法建立了微能源网多时间尺度协同调度模型。算例结果表明,所提方法能有效应对间歇性可再生能源出力波动与负荷预测误差,在保证各储能设备日运行能量平衡的前提下,提出了可控元件的日内平滑出力策略,并提高了微能源网对风电、光伏的消纳能力。     

虚拟电厂在上海的实践探索与前景分析

受源侧与荷侧特性的限制,上海电网面临着新能源消纳压力大、灵活调节手段缺乏等问题。为此,上海市电力公司开展了虚拟电厂示范项目,探索虚拟电厂领域的创新应用,加快实现新型电力系统建设。首先从社会发展与新型电力系统建设2方面出发,分析了虚拟电厂发展的必要性。然后按照“资源发掘-市场交易-运营调度-信息通信”的技术路线,介绍了上海市虚拟电厂前期探索工作以及创新应用。随后,从分布式资源扩围、多样化市场交易、云边协同控制3方面对上海市虚拟电厂的发展前景进行展望。最后梳理了上海市虚拟电厂的交易情况,并总结其在运营流程与机制设计方面的经验,为其他省市虚拟电厂项目开展提供参考。     

考虑空调负荷虚拟储能的产消者鲁棒日前申报策略

在分布式可再生能源大力发展的背景下,产消者将成为新的重要利益主体参与电网运行。考虑到产消者中空调负荷具有良好的调控潜力,文中首先建立了空调负荷的虚拟储能模型,并在此基础上分析了虚拟储能与常规储能的不同之处。针对虚拟储能可参与日内调控的特点,考虑可再生能源出力不确定性,提出了产消者鲁棒日前申报策略,并进一步提出了将虚拟储能日前决策与实时调整相结合的产消者最优申报及调度策略,运用改进的列约束生成算法进行求解。最后对具体算例进行比较,证明了最优策略在产消者运行灵活性与经济性方面的优势,并分析了可再生能源出力不确定性、惩罚价格选取及室外温度对实际结果的影响。     

多源信息辅助分区的主动配电网故障区段定位

在分布式电源快速发展的背景下,实现主动配电网的快速、准确故障定位面临普适性和容错性等挑战。首先结合主动配电网故障发生位置与过流报警信息之间的关系,分析了现有故障区段定位方法的适用性问题,基于改进的开关函数与适应度函数构建了故障区段定位的数学模型。然后将用电信息采集系统作为故障定位的第二信息源,提出了多源信息故障辅助分区方法,进而利用离散智能优化算法进行求解。最后,采用多种故障及信息畸变场景进行算例仿真,并对比分析了是否利用多源信息及是否采用离散寻优算法等不同定位方法的测试结果,验证了所提方法在主动配电网故障区段定位问题中的适用性、准确性和高效性。     

考虑负荷虚拟储能特性的商业区储能优化配置

储能技术的快速发展使得电力系统的经济性与灵活性逐渐提高,而基于需求侧管理的负荷虚拟储能则作为广义储能其中的一种获得了广泛关注。以商业区产消者为研究对象,基于人体舒适度范围建立具有时间解耦特性的空调负荷虚拟储能模型。在此基础上考虑负荷与光伏发电的季节性及气候性差异,计及全寿命周期成本建立考虑负荷虚拟储能特性的蓄电池储能双层优化配置模型,并采用Gurobi求解器与改进的差分进化算法配合求解。最后通过具体算例,证明了负荷虚拟储能的引入可有效提高商业区蓄电池储能配置的经济性,并分析储能系统对光伏消纳的影响。     

智能楼宇型虚拟电厂参与电力系统调频辅助服务策略

在先进量测技术与调控终端的支持下,智能楼宇中的电动汽车与空调负荷等需求侧灵活资源具有良好的功率实时响应潜力,可通过聚合形成虚拟电厂进而参与系统调频辅助服务。为应对参与调频辅助服务时对用户需求的影响,本文提出智能楼宇型虚拟电厂的控制策略。首先分析了虚拟电厂的调频工作模式,并建立了智能楼宇型虚拟电厂的典型需求侧资源模型和虚拟储能模型。其次考虑调频信号与用户侧的不确定性,建立基于机会约束规划的日前优化调度模型。然后基于成本最优的原则,实现实时的功率分配。最后,通过仿真算例验证了本文提出的虚拟电厂调频策略的有效性和可行性,需求侧资源的联合调度能在保障用户需求的情况下提高虚拟电厂的收益。