2023, 25(3):01-05. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 001
摘要:双碳目标的提出促进了我国绿色电力的发展,也对绿色电力消纳提出了新要求。当前阶段,对于用户侧绿电消纳责任分配问题尚未形成统一政策,围绕这一问题,探讨了绿电流分析的必要性,概述了潮流分析、碳流分析、绿电流分析3者的侧重点和对应关系。结合电力系统潮流计算,提出了电力系统绿电流分析理论的基本概念和重要结论,初步形成了绿电流分析的计算方法。通过IEEE 14节点母线系统对所提方法进行验证,分析了不同情况下系统各节点绿电流的分布特点。最后对绿电消纳责任划分、单一机组的绿电流向追踪等应用方向进行了展望。
2023, 25(3):06-13. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 002
摘要:电力现货模式下,售电公司在批发侧参与中长期与现货市场,在零售侧售电给零售用户,亟需在批发侧至零售侧之间建立完善的电价传导机制,通过量化不同电价传导模式下售电公司购售电成本,寻求其最大购售电利润,帮助售电公司降低市场运营风险,提升市场活力。为此提出了按比例传导、实时传导和延迟传导3种电价传导机制。算例结果验证了3种电价传导机制的可行性,分析了几种典型用户用电特性,并针对几种典型用户,给出了电价传导机制的选择建议。
2023, 25(3):14-19. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 003
摘要:随着用户侧分布式能源的爆发式增长,具有源荷双重属性的产消者逐渐增多,并且开始作为新兴主体参与到电力市场中。针对含产消者的寡头电力市场出清问题,提出了一种基于古诺模型的产消者市场交易模型,并进一步采用鲁棒和随机混合方法处理产消者内部可再生能源出力的不确定性,提出了产消者鲁棒随机市场交易模型。最后,在IEEE-39节点系统上验证了所提模型和方法的有效性,并对产消者的市场力进行了评估。
2023, 25(3):20-26. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 004
摘要:随着我国电力体制改革不断深入,分布式电力技术快速发展,用户对绿色低碳电力的需求增加,分布式电力交易研究迎来了巨大的机遇。基于区块链技术研究了一种适用于分布式电力日前市场的交易机制。该交易机制由交易合同链和交易结算链组成,交易合同链实现密封报价、交易撮合和交易发布等功能,交易结算链实现电量计量、电费结算和交易结果评价等功能。设计了适应于交易合同链的共识机制和适应于交易结算链的电费核算新方法,维护守约者利益,激励交易双方守约和合理申报交易需求。最后通过仿真实验验证了该交易机制的可行性。
2023, 25(3):27-32. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 005
摘要:精准的掌握未来电价信息对把握市场的运行状态、支撑市场参与各方进行有效决策、推动市场主体合理优化资源配置具有重要意义。因此基于Blending集成学习机制构建了一种面向于日前电价预测的综合模型。该模型充分考虑电价的高波动性特点,采用Ashin变换,减小了输入数据波动性对预测模型的影响;选取SVM、LightGBM、EWNN、SARIMAX 4种较为成熟的单一电价预测模型作为初级学习器,进而保证了基于Blending集成学习模型的预测精度。选用美国PJM电力市场实际运行数据对上述构建的电价预测模型进行验证,通过对预测结果的对比分析,表明构建的基于Blending 集成学习机制的电价综合预测模型集成了多种传统预测模型的优点,具有较好的准确性与稳定性。
2023, 25(3):33-40. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 006
摘要:虚拟电厂由于集聚分布式能源,能够作为主体参与各类型电力市场的竞争。为了实现虚拟电厂收益最大化,考虑非合作博弈与多类型市场设计虚拟电厂的两级竞价机制,促进虚拟电厂“对内协调、对外统一”的内外部同时优化。基于此,首先从基于边际成本法设计虚拟电厂内部竞价机制;其次,基于多类型电力市场设计虚拟电厂的外部竞价机制;并利用KKT对构建的两阶段模型进行优化求解;最后以某一虚拟电厂进行算例分析,算例结果表明设计的虚拟电厂两级竞价机制能够降低虚拟电厂的运行成本与偏差惩罚成本。
2023, 25(3):41-46. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 007
摘要:在加快绿色低碳能源转型背景下,开发利用电力需求侧资源在保障电力安全供应、促进新型电力系统建设、助力实现“双碳”目标等方面的作用将发挥愈加重要的作用,目前尚未有系统的定量测算其巨大价值的方法,使电力系统规划阶段难以充分考虑需求侧资源。对此提出了基于生产模拟和分行业产值单耗的电力需求侧资源价值计算方法,对需求侧资源在电源侧、电网侧、用户侧的价值进行定量计算,并采用该方法对2025年、2030年国家电网经营范围内的需求侧资源价值进行了测算,分析了相应经济性。其中,至2025年可增加新能源装机800万kW,减小最大峰谷差率约4.6%,减少用户成本400亿元,减少储能总投资600亿元,减少二氧化碳排放8亿t,相较新建电厂年均收益达287亿元。
李庆生,李 震,惠恒宇,朱永清,孙宇航,丁 一,张兆丰,杨婕睿
2023, 25(3):47-53. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 008
摘要:乡镇特色工业负荷不仅是地方经济发展、电能替代的重要领域,也是未来与电网互动、参与需求响应的区域型重要资源。区别于大型工业负荷,乡镇特色工业负荷往往需要人力辅助,具有生产过程固定、可重复等特点。为了运用好这类负荷的可调节潜力,建立了考虑其生产需求的负荷模型,包括工作时间、产量要求等约束,并以酿酒行业的电烤酒负荷为例构建了具体的模型。基于此,从乡镇配电网运营商的角度构建了多场景的需求响应实施架构和运行优化模型,以便在不影响用户产量的情况下,挖掘负荷响应潜力,提出对用户友好的精细化电力需求响应策略。最后,基于贵州某乡镇实际10 kV配电网负荷数据开展算例验证,在不影响用户生产的情况下,可挖掘本算例环境中乡镇特色工业生产负荷 36.1%的削峰潜力。
2023, 25(3):54-61. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 009
摘要:随着国家对“数字新基建”发展的重视,利用城市变电站资源构建“多站融合”场景以及运营模式,由于有着土地利用率高、资源集约化等优点,得到了初步的探索和运用。但多站交易主体在交易的过程中存在所有权归属、信息不对称、隐私泄露、信任成本过高等问题,而这些问题的解决方法恰好与 Fabric 区块链的技术特性高度契合。因此,针对“多站融合”中的关键业务需求,基于Fabric区块链技术构建了包含多交易主体参与互济共享的交易平台架构,设计后台交互子系统、区块链子系统、绿电溯源核心模块,实现了资源流、信息流、业务流的“三流合一”。通过资源的就近融合和运行上的协调互补,减少建设运行及交易主体信任成本。
2023, 25(3):62-66. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 010
摘要:在双碳目标背景下,针对城市碳排放路径预测,提出了一种区域碳排放预测方法。通过马尔科夫模型与长期能源替代规划系统(LEAP)模型,实现对各行业的能源消费结构与能源需求量的预测。在此基础上,通过计算各能源的碳排放因子,并考虑能源结构优化与能源需求降低对碳排放的影响,预测不同情景下的区域碳排放量。最终,以中国某城市为例开展了区域碳排放路径预测的案例分析,结果表明,所提方法可以有效预测出区域的碳排放量及不同政策与技术发展对碳排放路径的影响。
2023, 25(3):67-73. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 011
摘要:双碳战略目标的落地实施需要实现用户侧碳排放的精确计量。现有的碳计量方法受制于客观条件的限制更多地聚焦于发电侧而忽略了社会生产消费行为对碳排放的影响。电力需求侧的能源消费行为需要颗粒度更精细的碳计量装置及平台实现碳的实时追踪与溯源。对此将碳价值的时变性与无偏性纳入到实际碳计量工作中,实现油、电、气等综合能源的碳流量的在线精确刻画。通过构建碳减排量计算模型和碳排放激励模型,形成对用户侧碳排放价值的衡量标尺。开发了一套完整的碳计量装置与平台,利用采集到的实时碳数据主动控制与引导用户选择更低碳的生产经营活动,实现低碳需求响应。经过在某企业半年多的运行监测与改造验证了所开发碳计量装置及平台的实用性。
2023, 25(3):74-79. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 012
摘要:交流故障电弧尤其是串联故障电弧是交流供电系统引发火灾的重要原因,其诱因复杂,产生过程隐蔽,特征现象不明显,如果不及时发现和处置,可能导致灾难性火灾,对人身安全和财产构成严重威胁。首先分析了交流故障电弧隐患发生的机理及其典型故障特征;其次系统阐述了交流供电系统中故障电弧检测和定位方法;最后,针对交流供电系统,从实际应用的角度出发指出了当前亟需解决的问题,并展望了未来交流故障电弧检测以及故障电弧定位的应用场景和研究方向。
2023, 25(3):80-86. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 013
摘要:随着电力碳交易市场落地实践,以县级为单位的配网范围碳排放配额和现货价格将成为配电网调度运行不可忽略的因素,配网侧源、网、荷、储可调度资源逐步丰富。首先在现货市场环境下对配网侧“源、网、荷、储”进行电力经济建模,同时对各类电源进行碳排放效益建模,考虑碳市场和配网范围碳配额影响,建立购电效益和碳排放效益多目标优化调度模型,采用模式搜索算法进行优化求解,并实际数据对IEEE 33节点系统进行算例分析,证明模型和算法的有效性,深入探究了“源、荷、储”规模比例、碳排放价格、核证自愿减排量价格以及碳配额对调度运行的影响。
2023, 25(3):87-92. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 014
摘要:在充电站中融合分布式光伏,有助于降低充电站运营成本,促进城市低碳化发展。充电站的充电负荷冲击和分布式光伏出力不确定性,使得充电站总负荷功率存在较大的波动性。针对存在光伏发电系统的电动公交车集中充电站,构建多阶段优化调度模型。第一阶段,根据公交出行计划,建立以充电裕度最大化为目标的有序充电模型,计算公交车间歇充电时段。第二阶段,建立以降低充电成本和电网波动为目标的多层次优化模型,在保证公交充电站运营成本最低的基础上,提高充电站整体用能质量。仿真结果表明:优化策略能够合理安排电动公交车充电行为和充电功率,使得公交站充电成本最低,且整体功率曲线在不同电价时段保持稳定。
戴明明,王 康,李 强,石炬烽,邓亚伟,张荣荣,刘蓉晖,孙改平
2023, 25(3):93-98. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 015
摘要:为减少天气因素对短期电力负荷预测效果的影响,提高模型的预测精度,提出了一种基于天气分类和卷积神经网络的短期负荷预测模型。首先通过天气类型初分将原始数据样本集划分为晴天、阴天、多云和雨天4种类型。其次,为了识别相似气象条件,运用相关系数和k均值聚类方法,找到对新型负荷出力影响最大的气象因素,并对其聚类,选取高相似度的数据样本。之后根据特征选择的结果,构造神经网络输入数据集。最后,将该数据集输入至卷积神经网络训练并预测。通过算例验证分析所提模型具有更高的预测精度。
2023, 25(3):99-105. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 016
摘要:城市大面积停电影响领域广泛,单一行业或部门难以应对,通过科学方法分析停电情景并构建涵盖多主体的应急联动机制十分必要。构建了情景分析模型,从风险演化、事件分类和逻辑层次3个维度对停电事件进行全方位、多层次的科学描述;基于城市系统理论和情景构建原则,通过实证分析和逻辑推演,构建停电及通信中断、供油中断、供水中断、交通瘫痪等关键情景链,结合案例分析应急联动的需求和不足。基于“情景-应对”视角,以电力抢修恢复为主体,构建涵盖电网企业内部、电厂与电网之间、政府与企业之间和民生行业之间的应急联动机制,提出更高效应对大面积停电事件的具体、可行的综合联动机制和策略。
2023, 25(3):106-110. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 017
摘要:为了提高电力营销系统用户访问控制效果,提出基于RBAC模型的电力营销系统用户权限分配方法。利用信任度属性扩展访问策略表达式,通过监控用户的访问行为,获得电力营销系统信息资源的全局信任度,控制访问权限;根据访问权限控制结果,在分析自主型访问控制模型和强制型访问控制模型的基础上,基于RBAC模型,引入角色的概念,通过量化计算用户中不同的访问行为在分配权限时彼此的信任度,获取用户权限访问等级,完成电力营销系统用户权限分配。实验结果表明,所提方法的电力营销系统用户访问权限控制时间较短,用户权限分配误差率较低,提高了用户满意程度。
赵 越,刘思捷,白 杨,蔡秋娜,吴国炳,高海翔,龚 超,夏 雪
2023, 25(3):111-116. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 03. 018
摘要:近年来,终端电气化水平的提升使用电需求飞速增长,进一步放大了用电曲线的峰谷和季节特性,加重了季节性用电高峰时段供电资源的稀缺程度。为了体现高峰时段供电资源的价值,同时防止价格在供需紧张、阻塞严重时不合理的飙升进而损害用户利益,便产生了价格上限。目前我国现货试点市场使用的价格上限大多数是参考尖峰时段电价设置的,缺乏完整的设计原理和流程。因此,通过总结对比国外电力现货市场中报价上限、出清上限的设置经验,提出了在我国不同发展场景下的报价上限和出清上限设置方法,达到挖掘电力真实价值、保护用户利益的目的。
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