2022, 24(3):01-08. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 001
摘要:微电网旨在实现发电侧的灵活性和可靠性并存,兼顾可再生能源利用和用能稳定,基于此目的,构建了一个多能源、多储能结构、多类型负荷耦合的微电网系统,提出一种考虑微电网补偿成本、弃能成本、运营收入的多目标优化模型,并引入需求响应模型优化储能和用户参与调峰。为解决微电网中风光出力的不确定性,对风力发电和光伏出力场景进行削减,通过决策分析表将多目标转化为单目标模型,应用粗糙集理论进行目标函数权重计算。算例分析结果显示:场景缩减能够克服风光出力不确定性对系统调度的影响;需求响应有助于解决源荷两侧匹配度差的问题;需求响应和储能系统的协作效应,可以提高系统的稳定性。
2022, 24(3):09-14. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 002
摘要:分布式发电(distributed generation,DG)在电力系统中的应用日益广泛,会频繁地导致在线电压问题。在分布式发电产生较大预测误差时,依靠有限的电压调节装置逐渐不能满足在线电压调节的要求。针对这一问题,提出了一种灵活的拓扑控制方法,并采用一种深度强化学习算法对其进行建模与求解。该算法中的动作机制与图论中的分支交换概念相融合,有效简化了智能体的动作维度和动作空间。在标准IEEE 14节点系统上的算例表明,该算法具备较优秀的泛化能力;与传统算法相比,该算法在获得接近最优解的同时,显著提高了计算性能,满足在线电压调节的需求。
2022, 24(3):15-21. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 003
摘要:负荷聚合商可以聚合用户负荷,实现需求响应,缓解电网压力。为了减轻用户需求响应能力差异和响应行为不确定对负荷聚合商响应特性的影响,构建了需求响应潜力评估模型并提出基于精细化潜力评估的负荷聚合商优化调度模型。首先设计使用 4 个指标,建立基于用户历史用电数据的需求响应潜力精细化评估模型,将需求响应潜力的评估精细到设备级,研究在不同经济激励下的用户及设备的需求响应潜力。然后将需求潜力评估模型与负荷聚合商的优化调度模型相结合,求得最优的调度结果。仿真结果表明,设计的模型能精确反应用户及设备的需求响应潜力,将此模型和负荷聚合商的优化调度模型结合可以充分发挥用户的需求响应能力,提高用户满意度,调动用户的积极性,从而提高负荷聚合商的可靠性和整体的经济性。
2022, 24(3):22-27. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 004
摘要:针对光伏、风机等间歇性电源作为配电系统供电恢复电源的情况,首先提出电源系统互补联合运行判据,将具有互补特性的电源进行联合运行;然后提出一种结合Floyd算法与 Prim 算法、考虑电源最短路径的孤岛划分方法;在此基础上,设计了考虑多源孤岛互补特性的故障恢复流程。算例结果表明,所提出的考虑多源孤岛互补特性的供电故障恢复方法,可以有效减小间歇性电源的出力波动对孤岛恢复容量的影响,能够恢复更多负荷,提升恢复效果。
2022, 24(3):28-34. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 005
摘要:随着以空调、电暖器等为代表的温度敏感负荷的大量新增,温度与用电负荷的相关性关系愈加复杂。通过实例说明温度累积效应对负荷变化的影响,并在此基础上考虑待分析日当日及其前 2 日温度对当日负荷的影响,提出了考虑温度累积效应的修正温度模型。基于 Sigmoid 曲线将日期类型和日期序号量化,建立了负荷-温度拟合数学模型。对于2个模型中的待定系数分别以负荷-温度相关性最高及整体拟合 误 差 最 小 为 目 标 函 数 ,采 用 模 拟 退 火 法(simulatedannealing,SA)进行求解。采用部分地市实际负荷与温度数据进行测试验证,结果证明负荷-温度拟合模型能在全温度区间内具有较好的拟合精度,且采用修正温度后,拟合误差大大减小。通过负荷-温度拟合模型分别得到了采用实际温度与修正温度下温度对负荷变化的灵敏度曲线,其中采用修正温度的灵敏度曲线更全面地量化了相邻历史2日内温度变化对负荷的影响。研究结果为更精细、更准确地量化温度变化对负荷变化的影响提供了充分的理论依据。
2022, 24(3):35-40. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 006
摘要:商业楼宇中央空调系统是一类重要的需求响应资源。针对夏季削峰应用,提出了 3 种基于全局温度调整的中央空调需求响应策略,并设计了互动能力和考虑工作效率损失的用户净收益等两个评价指标。为精准预测中央空调的需求响应能力,采用 EnergyPlus 物理建模方法构建能耗预测模型。通过对上海市某商业楼宇建模仿真可知:3种策略能够在保证用户舒适度的前提下为电网提供不同的互动能力;利用考虑工作效率损失的用户需求响应收益模型,电网可以分析不同补偿价格对于中央空调用户的激励作用,同时用户可选择最佳需求响应策略和最优互动功率进行响应,以实现收益最大化。
2022, 24(3):41-47. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 007
摘要:针对夏季商业建筑制冷耗能较大、能效较低的问题,提出配置屋顶光伏协同不同储能设备的节能改造方案。首先,建立了改造制冷系统拟采用的几种核心设备数学模型,包括光伏组件、制冷机组、蓄电池和冰蓄冷;接着,建立了以经济性为目标的混合整数线性规划模型,提出 3 种节能改造方案,采用了商业建筑夏季典型日的电、冷负荷数据进行优化配置;最后,通过算例对所提 3 种方案的配置结果进行对比分析。结果表明,在商业建筑中配置光伏混合储能,将大大提高系统的经济性,此结果为商业建筑的节能改造方案选取提供了理论和数据支撑。
2022, 24(3):48-53. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 008
摘要:为提供空调末端形式的优化设计依据,提出了空调末端系统运行成本的主要影响因素,分析确定了影响因素的变化范围,并建立了空调末端系统运行多参数经济分析模型,分析了各参数的影响程度。结果表明,运维成本占比不高,人工成本的差别不影响成本变化趋势,但运行时长对运行成本的影响较大,运行时长越长,机组效率的影响越大。小风量分布式末端机组经济节能性好,控制策略灵活。整体式空调机组具有较广的适应性,对于大部分航站楼的空调末端系统都是最优解。适合对于电价政策复杂的情况,应具体问题具体分析,代入模型得出准确的优化方案。该研究为交通建筑空调末端系统的优化运行及设计提供参考。
2022, 24(3):54-59. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 009
摘要:综合能源系统建设与发展已成为我国能源系统未来转型的重要方向,发展以电能为中心的多能互济的综合能源系统有利于提升用户能效、优化能源结构。针对低碳/近零碳农村社区综合能源系统建设及优化问题,首先,确定具体的研究对象,结合研究对象的资源禀赋以及用能现状进行分析。其次,梳理其碳排放边界并计算碳排放量。最后,结合所研究地区近期和中远期的发展总体规划,进一步提供与当地现状和发展规划相匹配的低碳/近零碳社区综合能源系统优化建议,为其他地区建设具有显著地方特色的低碳/近零碳农村社区提供借鉴和建议。
2022, 24(3):60-65. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 010
摘要:近年来,以空调为主的公共楼宇用电负荷快速增长,已成为夏冬两季用电峰谷差拉大的重要原因。将公共楼宇可调节负荷纳入电网调峰体系,可以有效改善楼宇负荷特性,减少电网供需矛盾。在智能电网新型电力系统的框架下,首先,提出了需求响应项目的系统平台构架,设计了从自动需求响应主站到末端的部署方案;其次,研制了自动需求响应双向适配装置;接着,提出了楼宇可控负荷的全局控制策略;最终,通过深圳罗湖供电公司新旧两栋办公楼开展了自动需求响应实证验证,实证结果表明楼宇负荷参与需求响应具有巨大的调节潜力,可以取得良好的经济和社会效益,具有广阔的推广前景。
2022, 24(3):66-72. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 011
摘要:针对采用趋势变化法预测电力负荷时,存在因未充分考虑气象因素而影响预测精度的问题,提出了一种基于变化趋势和气象因子的加权负荷预测方法。该方法综合考虑气温、湿度和天气类型3个气象因子,对基于变化趋势的电力负荷预测方法进行修正。分析了基于变化趋势的电力负荷预测方法存在的 2 个问题:未考虑外界因素对电力负荷变化趋势的影响和预测电力负荷时存在累计误差。在充分研究日内平均负荷变化率和点间平均负荷变化率的基础上,给出了算法的详细计算步骤,并将其应用于苏北某地区电力负荷的预测算例中。结果表明该方法的预测误差为 3.42%,预测精度高且数据波动小,验证了该方法的有效性和可行性。
2022, 24(3):73-78. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 012
摘要:“十四五”期间广西受入乌东德直流后,将出现阶段性电力盈余;与广西相邻的云贵粤3省电力盈亏不均,各有特点。为促进能源资源在南方电网大范围内优化配置,促进清洁能源的充分消纳,基于广西区位优势,结合目前电力体制改革相关政策,分析广西与云贵粤可能的互济模式,研究相关互济的电价可行性,遵循送端、受端效益合理分配的原则,提出相应的效益分配机制。
2022, 24(3):79-85. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 013
摘要:在国内外采用节点电价计算机组收益的电力现货市场中,存在由于供需变化、负荷预测偏差、紧急情况等因素导致的机组无法通过现货收益回收运行成本或达到预期报价收益的问题。针对该问题,国内外电力市场建立了不同的补偿机制以保障机组在服从电网安全调度时的经济效益,但是也增加了发电集团利用补偿机制行使市场力的风险。以美国PJM 市场的上抬费用机制为背景,通过算例研究发电集团及其机组的报价策略对发电集团总收益的影响,并与不采用上抬费用机制的市场对比,分析了报价补偿市场中市场力的表现形式。提出了针对上抬费用的市场力监管方法和优化补偿方法来规避由上抬费用机制造成的市场力风险。
2022, 24(3):86-91. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 014
摘要:在我国电力市场改革持续深化的背景下,广西加紧了电力现货市场建设。首先,分析广西电力市场运营的实际情况,总结广西电力现货市场建设的关键问题;其次,提出广西发用电市场放开的方式和路径,设计不同成本发电机组有效竞价和高成本机组生存发展机制,提出适合市场初期的广西电力现货市场的计划与市场衔接机制,设计市场环境下对用户补贴的方法和原则,为广西后续的电力现货市场建设提供参考。
2022, 24(3):92-97. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 015
摘要:面对更隐蔽的高频脉冲磁场窃电方式,根据磁场信号进行反窃电检测会由于噪声影响而失效。针对这个问题,提出将奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和小波变换结合的方法应用到防窃电装置中,在检测中去除噪声分离出窃电信号。首先将带有噪声的磁场混合信号进行快速傅立叶变换(fast Fourier transform,FFT)求出功率谱,引入经典阈值判断出窄带噪声的个数,并以此确定奇异值分解的有效秩阶次。然后对混合信号SVD分解,将窄带噪声对应的的奇异值置零后重构信号,最后利用小波变换去除随机噪声的影响。仿真和实验结果表明,此方法能有效应用到窃电检测中,并通过与 FFT 阈值滤波法、经验模态分解(empirical modedecomposition,EMD)法对比,所提方法抑制效果更突出。
张凯,冯剑,刘建华,白新雷,宫飞翔,刘祖东,朱栋,高赐威,吴英俊
2022, 24(3):98-103. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 016
摘要:通过对负荷数据的归类分析,可以得到电力用户的用电行为特征,为需求响应策略制定和效果评估提供支撑。首先,对负荷数据进行预处理,包括非正常数识别与处理,以及平滑处理去除毛刺数据;其次,针对模糊C均值聚类算法对初始聚类中心敏感、易陷入局部最优和受噪声影响大等问题,提出采用最短距离法聚类为模糊 C 聚类提供初始聚类中心、利用有效性分析类内样本相似程度和不同类之间独立程度来判别聚类结果优劣、以及通过数据密度识别并剔除噪声点等改进措施,提升了模糊 C 均值聚类算法性能;最后,通过对比其他方法以及对某纺织企业负荷聚类分析,验证了改进算法的正确性与有效性。
2022, 24(3):104-109. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 017
摘要:在园区能源互联网中,为了实现储能元件充放电过程的实时控制,以2 V、200 Ah的阀控式铅酸蓄电池为研究对象,根据能源系统供给侧环境、实验数据和现有数据,建立兼顾电、热、非线性行为和温度估计的非线性动态等效电路模型。通过该模型研究不同放电速率对储能设备容量的影响,电池的非线性参数与电流和开路电压有关的函数,电池温度对内部参数的影响。该模型结果与实验结果完全匹配,为改善储能配置提供一定的参考价值。
2022, 24(3):110-116. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2022. 03 . 018
摘要:我国启动新一轮电力体制改革后,电力交易规模稳步增长,电力市场的复杂性和监管难度日益提升。为了检验电力市场运行效率,促进市场竞争,有必要建立完善的市场主体经营监测机制。调研了国外典型电力市场的实践经验,并结合我国当前的市场现状和不足,提出了市场主体经营监测体系的发展方向,旨在为市场规则设计提供有价值的参考,保障市场的健康、平稳发展。
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