2021, 23(3):01-01. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.001
摘要:
2021, 23(3):02-07. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.002
摘要:随着分布式发电的推广和电动汽车的普及,电力储能技术在需求侧将得到进一步发展。围绕用户侧储能的效益分析和经济运行,梳理了其在寿命折损成本建模、多元收益流盈利模式、多应用场景联合优化等方面的研究现状,介绍了国内外实际投运的典型案例,最后从技术、政策和市场方面总结了用户侧储能的发展前景,并展望了未来可能的研究方向,以期为国内用户侧储能方面的相关研究和产业发展提供有益的参考。
2021, 23(3):08-12. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.003
摘要:随着电动汽车的规模化发展,急需对充电站进行合理的选址规划以满足实际需求。对电动汽车交通轨迹数据进行建模分析,采用谱聚类方法实现电动汽车行驶数据的快速聚类。针对快速聚类结果,以充电站选址后的建设及经济运维成本最小为目标,实现充电站的最优选址规划。算例结果表明,算法规划建立的充电站能够在满足用户使用方便性的基础上,使得年度经济成本最小化。
2021, 23(3):13-18. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.004
摘要:对电动汽车负荷进行有序控制可以改善地区电网的负荷特性,降低充电成本。由于无法预测未来电动汽车的准确接入时间及充电需求,故无法对电动汽车的接入进行全局最优安排。针对该问题,提出基于深度长短期记忆神经网络的电动汽车实时能量管理系统及优化策略。首先构建了包括电网层、区域能量管理系统和充电站能量管理系统的电动汽车 3 层管理架构,对大规模电动汽车进行分层分区管理;然后提出了基于深度长短期记忆神经网络的区-站两级交互策略,利用历史负荷信息求解出的历史最优解训练学习网络,用以指导新的实时优化;提出的策略在保证用户充电需求的前提下,能够进一步降低充电成本,改善区域负荷峰谷特性。最后,通过仿真算例验证了提出的分层架构及管理策略的有效性及优越性。
2021, 23(3):19-24. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.005
摘要:针对可再生分布式电源和电动汽车大量接入后给配电网带来的挑战,提出了一种综合考虑电动汽车接入随机性和分布式电源出力不确定性的鲁棒优化调度模型。首先,分析了分布式电源与电动汽车负荷的协同特性,结合电动汽车充放电管理方法与各类电动汽车的停驶特点,建立了可供调度的电动汽车虚拟储能容量估算模型;然后,利用鲁棒随机优化理论描述风光不确定性,以净负荷波动最小和电动汽车用能成本最低为目标函数,构造了优化调度模型及求解算法。最后,以某配电网为算例对所提模型与算法进行验证,结果表明:对电动汽车的充放电价格、功率及时间进行集中优化调控,能够达到协同可再生能源出力、平抑负荷波动的目的,削峰填谷效果显著。
2021, 23(3):25-30. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.006
摘要:楼宇多呈现集群特性,通过楼宇间的功率交互和能源设备的优化出力,能进一步提高能源利用效率、减少环境污染。首先构建典型能源互联型楼宇,提出多楼宇联合运行结构。然后重点讨论室内冷负荷需求模型和电动汽车模型,通过适宜温度限制和温度惩罚函数对楼宇室温进行优化,以整体楼宇群的总运行成本为优化目标,提出考虑楼间功率交互的多楼宇联合优化调度模型。为增强说服力,增加各楼宇独立运行时的仿真,通过算例对比2种运行方式的经济成本,分析了电动汽车和冷负荷需求对系统运行的影响。结果表明考虑电动汽车和冷负荷需求会影响楼内微源的出力和经济性,进一步提高可再生能源的利用率,在一定程度上降低系统运行成本。
2021, 23(3):31-35. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.007
摘要:对充满随机性的电动汽车进行有序充电管理,是当今“绿色出行”时代亟待解决的问题。基于数据挖掘技术首先建立起电动汽车的数学模型,以北京市某小区电动汽车出行历史数据为例,利用模糊C均值聚类算法对车主的行驶行为、入网电动汽车的初始电池荷电状态进行分析,把握电动汽车负荷特性。基于马尔科夫链的思想建立由精炼后的多条典型电动汽车负荷模式转移概率矩阵组成的模型,对电动汽车的随机动态变化过程进行描述,并应用多种群遗传算法求解电动汽车的有序充电问题。以小区充电站为例,并与其他方法进行对比,验证了本文模型和方法的有效性。
2021, 23(3):36-40. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.008
摘要:对电动汽车的充放电进行合理控制能够提高电力系统调度的安全性和经济性,也可以大幅降低电动汽车用户的充电成本。需求响应策略是电动汽车有序充放电的关键技术之一,可以解决大规模电动汽车入网所带来的一系列问题,且能提高可再生能源在电网中的消纳比例,是国内外学者广泛研究的课题。首先,阐述了需求响应的相关背景和相应技术;然后,针对需求响应的特性,分别对基于价格和激励需求响应的电动汽车充放电策略进行了分析,并对用于电动汽车充放电的需求响应策略进行了对比;最后,对我国发展用于电动汽车充放电的需求响应提出相关建议。
2021, 23(3):41-46. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.009
摘要:随着新型储能技术的快速发展和产业化,集成海量储能单元,平抑可再生资源发电所引起的电网功率波动成为可能。但是大量储能单元分布分散,加之电池储能单元中内阻的存在会影响其存储效率,传统集中式调度难度很大。因此设计了一种基于多智能体一致性的考虑电池内阻的储能单元完全分布式优化调度策略。通过利用该完全分布式算法对储能单元进行实时功率分配来实现由风电并网引起的电网功率的平衡控制。通过仿真分析验证了分布式一致性算法的有效性和即插即用特性,对不同通信拓扑具有较好适用性。
2021, 23(3):47-51. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.010
摘要:2020年冬天,湖南、江西、浙江等多地出现“限电”现象,一方面是由于电力需求过大,另一方面是由于电力供给结构不合理,而发展工业用户侧储能可在一定程度上避免“限电”问题。在工业用户侧配置储能不但可以缓解电网供电紧张的问题,促进可再生能源的消纳,还可以降低工业用户的用电成本,获得峰谷价差收益。首先研究了江苏省工业用户侧储能的发展情况及促进储能发展的相关政策;然后参考江苏省现行工业用户电价和调峰辅助服务政策,研究了工业用户侧配置锂离子电池和全钒液流电池储能的经济性;最后,针对江苏工业用户侧储能的发展提供了一些建议。
2021, 23(3):52-57. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.011
摘要:建筑具有储热能力,可以将其等效为虚拟储能装置参与需求响应,从而减少系统运行成本,降低峰值负荷。基于此,建立了一种含虚拟储能的冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,并从电负荷、热负荷角度分析其经济调度策略。首先,根据人体舒适温度范围和建筑性能建立虚拟储能的充放能模型;其次,建立冷热电三联供-地源热泵耦合系统的优化模型,以最小化系统日运行成本为优化目标,虚拟储能通过与热负荷的联系对目标函数产生影响,同时虚拟储能系统的充放能功率也受到相应的温度变化速率的约束;最后,以冬季场景为例,针对 2 类典型楼宇分别对电负荷和热负荷进行优化调度分析,并对仿真结果进行经济性分析。仿真算例证明,虚拟储能的引入可以在一定程度上降低系统的运行成本。
2021, 23(3):58-63. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.012
摘要:居民家用电器类型丰富,具有相似特征量的电器种类往往很多,给非介入辨识带来电器类型不确定、辨识准确度有待提升等问题,所以提出了一种基于多类型特征交互的云端协同的负荷辨识方法。首先端侧基于高频采样进行特征提取及负荷辨识,基于 CUSUM 事件检测方法提高检测过程中小偏移事件的检测灵敏度,应用轻量级邻近辨识方法进行基本电器辨识并将不确定电器的时空特征上送云端;其次云侧辨识能力提升,构建了包含固有特征、时空特征及统计特征的 16 维云侧历史特征库,提出了面向多维时空特征的最邻近原则优化辨识技术;最后构建云侧闭环升级机制,云侧将差异性特征回送端侧完善终端电器特征库,综合实现不确定电器细化识别能力提升。以南京某用户为例,云端协同相较于终端的居民一般电器的辨识率从 67%提升至 91%,并实现了无法辨识电器的辨识,有效验证了算法的有效性。
2021, 23(3):64-69. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.013
摘要:电力负荷作为电力系统的终端用户,其模型的准确程度直接影响着电力系统运行分析的准确性。近年来,配电网中的量测装置记录了大量稳态数据,能否利用稳态量测数据实现静态负荷模型参数的辨识已成为新的研究问题。提出了基于配网量测数据的静态负荷参数辨识方法。首先,对专变和公变的有功量测数据进行聚类,得到日负荷特性类似的同类负荷曲线;然后,在假设同类负荷的负荷模型参数相似的基础上,建立静态负荷模型参数辨识的数学优化模型,并通过优化算法求解静态负荷模型的日时变参数;最后,通过算例验证了所提方法的可行性和有效性。
2021, 23(3):70-74. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.014
摘要:随着分布式能源渗透率逐渐增高,用户侧负荷波动变大,电网很难一直保持其原有的较佳运行方式;而蓄电池储能技术的日渐成熟使其应用越来越广泛,削峰填谷的效益也被认可。考虑到蓄电池储能在配电网中的应用,会对未来配电网络进行动态重构。具体以网络损耗最小为目标函数,考虑网络拓扑约束、节点电压约束、支路电流约束和潮流平衡约束等,建立上层优化模型进行网络重构;以收益最大为目标函数,考虑储能充放电功率约束等,建立下层优化模型制定充放电策略;通过嵌入fmincon函数的遗传算法对双层优化模型进行求解;最后以修改的 IEEE33 节点系统作为算例,验证了所提方法的有效性。
2021, 23(3):75-79. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.015
摘要:“十四五”期间,河南省电力供需缺口持续加大,国家和国网公司对逐步形成 3%~5%的需求侧响应能力提出了明确要求,引导需求侧可调节资源向电力供应紧张的地区倾斜。为确保需求响应工作稳步推进,在合理评估18个地市需求侧响应能力的基础上,统筹考虑全省、各地市电力供需情况,完成全省需求响应储备目标在各地市的优化分解。相关研究方法和结论可用于需求响应实施方案的制定,有助于需求侧可调节资源纳入“十四五”期间电力规划,更好发挥保障供需平衡、缓解电网投资的作用。
2021, 23(3):80-85. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.016
摘要:电动汽车、空调等负荷的持续增长使得变压器过载和加速老化问题愈发严重。提出一种根据变压器绕组热点温度动态决定最大负载的居民负荷最优协调方法。为了满足负荷的规模性要求,利用对偶原理将原问题分解为各柔性负荷的分布式优化问题。仿真算例考虑了电动汽车和空调等两种柔性负荷,对比了动态阻塞管理、静态阻塞管理、纯自利模式以及自由运行等 4 种方案。结果表明本方法在显著降低用电成本的同时,能有效实施阻塞管理和控制热点温度。
2021, 23(3):86-91. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.017
摘要:随着配电网新能源渗透率的不断提高,需要对配电网的运行灵活性进行全面的评估。但目前关于灵活性的讨论多集中在输电系统,且评价场景单一,也缺乏对可中断负荷等灵活性资源的讨论。因此基于灵活性场景的聚类,提出一种配电网灵活性评价方法。首先采用近邻传播算法聚类得到典型的配电网运行场景。然后考虑风电和负荷出力的不确定性,用非参数模型拟合预测误差概率分布。结合蒙特卡罗模拟和配电网经济调度模型,提出考虑配电网灵活性评价指标的实用化计算方法。采用某实际配电网数据对所提算法进行验证,并研究了可中断负荷对灵活性评价的影响。
2021, 23(3):92-95. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.018
摘要:在电力营销业务中,电费是业务开展的核心,由于数据实时性要求不断提高,而电费计算业务的云端主站服务压力却因数据量增加而日益加重,系统提供电费数据的时效性普遍较低。为了解决这一问题,研究了基于边缘计算技术的 电 费 实 时 计 算 体 系 。 选 用 了 技 术 更 加 成 熟 的 EdgeX Foundry 框架作为边缘计算网关;资源占用率低、使用轻便的MQTT 协议作为安全协同传输和控制协议;间接接入方法作为设备集成接入技术。根据边缘计算网关的数据采集能力、数据聚合计算能力、预警能力 3 个目标开发部署相应的实时计算服务,最后通过仿真实验结果分析验证了基于边缘计算技术的电费实时系统的先进性和有效性。
2021, 23(3):96-100. DOI: DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2021.03.019
摘要:售电侧放开给电能质量的管理带来巨大影响。不同类型的售电公司参与市场,造成电能质量管理的困难。首先讨论了售电侧放开给电能质量管理带来的影响,对比分析了国内外电力企业的电能质量管理差异,然后从指标管理层面、售电业务发展趋势和电价管理层面对中国售电侧放开后的电能质量管理提出建议,为中国在电力市场环境下管理电能质量提供参考。
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