2023, 25(4):01-07. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 001
摘要:针对目前用户自主投建储能成本过高和资源利用率不足的问题,可在园区引入共享储能,助力降低园区用户用电成本,并促进分布式可再生能源消纳。为实现共享储能服务商和园区用户的双赢,建立了共享储能服务商主导、园区用户跟随的主从博弈模型。共享储能服务商制定容量价格和功率价格,并利用条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)评估光伏出力不确定性带来的收益风险;园区用户根据共享储能的价格及自身负荷和光伏出力预测,决策购买的储能容量和充放电功率策略。然后通解。最后,基于多用户多场景的算例,分析储能价格对博弈结果的影响,并对比购买共享储能与配置固定储能、不配置储能的经济性,论证了所提共享储能机制和优化决策模型的有效性。
2023, 25(4):08-14. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 002
摘要:通过分析含广义储能虚拟电厂以“虚拟”集成实体整体性参与调度优化和电力市场的流程,提出基于混合博弈的园区虚拟电厂广义储能两阶段共享策略及双层协调优化调度模型。第一阶段根据园区各类储能资源的响应特性,建立了包含实际储能与需求侧灵活性负荷、电动汽车构成的广义储能共享模型,进而构建了聚合多类储能资源的虚拟电厂主体架构。第二阶段建立以虚拟电厂运营商为上层领导者,园区储能服务商、负荷聚合商及能源供应商为下层跟随者的双层混合博弈模型。上层与下层之间采用基于Stackelberg随者之间采用合作博弈实现多主体实时协同优化。算例分析表明:所提模型不仅实现了虚拟电厂利润最大与广义储能资源效用最优,也有效权衡各运营商间的利益。
2023, 25(4):15-20. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 003
摘要:在配电网低碳化的背景下,提出了考虑低碳和柔性负荷的有源配电网扩展规划模型,其目标是在满足网络运行约束和 CO2排放上限的前提下,给出总成本最小的投资策略。决策变量包括更换过载线路、投建新能源和储能装置,以及投建稳压器和电容器组等电压控制设备。模型提出了多项式形式的电压相关型的柔性负荷特性,针对柔性负荷模型以及网络重构约束中的非线性约束,建立分段McCormick 包络法和虚拟需荷和能源价格的不确定性,采用基于场景聚类的两阶段随机优化方法进行求解。通过69节点系统对该模型进行测试,结果表明,所提模型不仅总规划成本较低,而且有助于减少碳排放。
2023, 25(4):21-27. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 004
摘要:在“新能源站-电动汽车充电站-5G 基站-数据中心-变电站”五站合一的多站融合模式下,充分利用5G基站和数据中心的备用储能容量是提升多站融合经济性的重要途径。提出一种多站融合模式下共享5G基站和数据中心备用储能的多时间尺度交易机制。首先,建立了基于“储能备用时间”的5G基站和数据中心可调用储能容量模型,接着将共享储能问题转化为电量交易问题,建立了多站融合模式下内部电量交易模型,该模型可根据多站融合系统内部的交易需求,迭代更新交易价格,使各站在多度交易机制,在日前交易中通过内部电量价格交易模型进出交易出清,在日内交易中则建立了基于联络线偏差量的补偿方案。最后,通过算例验证了所提交易机制的有效性。
2023, 25(4):28-33. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 005
摘要:随着可再生能源在电力系统占比的提升,其发电出力的波动性、随机性、间歇性将带给电力系统更大的运行压力,因而需要具备一定的灵活调节与响应能力以应对间歇性可再生能源带来的弃风、弃光、失负荷等潜在情况,这对系统灵活性有了更高的要求。目前中国还未系统化展开针对灵活性提升的相应市场机制研究,电力系统灵活性供给与需求仍存在很大程度的不平衡现象。考虑到中国电力系统灵活性亟待提升的现状,首先通过总结并分析美国、英国关于提升系统灵活性的市场机制建设经验与研究现状,其次进一步分析中国电力系统灵活性建设进展与挑战,最后提出促进中国电力系统灵活性提升的相关建议。
2023, 25(4):34-40. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 006
摘要:在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制(包括智能合约、共识机制以及跨链技术)进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。
2023, 25(4):41-47. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 007
摘要:源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例,综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面,采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展;在智慧调控方面,针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题,设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。
2023, 25(4):48-54. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 008
摘要:“双碳”目标给抽水蓄能参与碳交易市场带来新的机遇。通过调研电力行业现有的中国核证自愿减排(Chinesecertified emission reduction,CCER)项目方法学,构建了基于排放因子法的抽水蓄能碳减排量化模型。首先,调研电力行业现有CCER项目,分析了CCER项目方法学关键要素及计算准则;然后,基于抽水蓄能在抽水时段及负荷高峰时段的碳减排机理,构建抽水蓄能项目碳减排量化模型;最后,基于某区域电网进行分析,计算抽水蓄能典型日及典型年的碳减排量。算例分析表明,所建立模型能够有效计算抽水蓄能的碳减排量,且抽水蓄能碳减排效益显著。
王 涵,白宏坤,王世谦,王圆圆,李秋燕,宋大为,韩 丁,卢旭霆
2023, 25(4):55-59. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 009
摘要:在低碳发展的大背景下,区域碳排放预测模型研究对未来双碳目标任务制定与实施的具有重要指导意义。Elas-ticNet-XGBRegressor 模型是一种组合集成学习模型,其中ElasticNet模型为特征筛选模型,XGBRegressor模型为区域碳排放预测模型。通过采用STIRPAT模型原理和IPCC排放因子法构建包含25个特征的原始数据集,并验证提出模型的有效性,以实证对照实验的方式进行,ElasticNet-XGBRegressor模型作为实验组,Spearman特征筛选和常见机器学习方法组合作为对照。结果表明,ElasticNet-XGBRegressor 模型在RMSE、MAPE和R2等模型评价指标上全面优于对照组,说明了ElasticNet-XGBRegressor 模型在区域碳排放预测中的优越性。通过创新性的将回归模型与决策树集成学习模型相结合,利用ElasticNet模型的特征筛选能力和集成学习的高准确性与鲁棒性提高了预测模型的精度和稳定性。
黄 庆,顾海飞,许庆江,黄德海,孙晓蕾,吴正刚,朱 静,孙明汉
2023, 25(4):60-65. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 010
摘要:为实现微能源网经济运行,提出一种含热泵和电热混合储能的建筑微能源网经济优化调度方法。首先基于ETP模型结合蒙特卡洛模拟建立采用通断调节的大规模空调负荷聚合模型,确定逐时冷负荷需求。然后构建考虑相变蓄冷变温特性与风冷热泵出力特性的微能源网优化调度模型。最后以微能源网全寿命周期成本最小为目标函数,应用 Python+Gurobi对模型进行求解。分析夏季3种典型天气,4种场景下的优化调度结果,仿真结果表明:配置电热混合储能具有电、冷负荷削峰填谷的效果,能降低初始投资成本与运行成本,系统的经济性和灵活性更优。
2023, 25(4):66-72. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 011
摘要:针对不同供电区域多类型终端用户对供电可靠性的差异化需求以及目前配网侧依据单一供电可靠率指标衡量用户供电可靠性的局限性,提出一种基于大数据挖掘的终端用户的供电需求划分方法。首先,进行终端用户差异化供电需求量化,构建终端用户供电需求信息模型;然后,采用综合K-means 与基于密度聚类(density- based spatial clustering ofapplications with noise,DBSCAN)的大数据挖掘进行终端用户的聚类,实现用户的分类;最后采用改进的灰色关联度实现区域内终端用户可靠性等级划分。通过对含多类型终端用户的供电区域仿真分析,结合对比方案分析,进一步验证所提出的基于大数据挖掘的终端用户的供电可靠性需求划分方法的有效性。
2023, 25(4):73-79. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 012
摘要:针对电动汽车无序充电行为影响综合能源系统运行经济性的问题,提出一种考虑电动汽车电池荷电状态(stateof charge,SOC)弹性电价需求响应的综合能源系统优化调度策略。该策略首先分析了电动汽车充电行为,提出了考虑SOC的电动汽车弹性电价,建立基于电动汽车SOC因子的价格弹性需求响应优化调度模型;其次,在满足系统正常运行的前提下,以综合能源系统运行成本最小为目标,建立含电动汽车需求响应的区域综合能源系统模型,并采用混合线性规划进行求解;最后,根据电动汽车SOC弹性电价引导电动汽车参与需求响应,设置了3个场景进行对比,从电负荷、需求响应和热负荷3个方面分析了综合能源系统设备出力情况和系统运行成本。仿真结果表明,通过SOC弹性电价引导电动汽车参与综合能源系统需求响应,具有较好的可行性和经济性。
2023, 25(4):80-85. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 013
摘要:为了降低风电和负荷的预测误差对于综合能源系统各机组出力计划的影响,建立了基于Stackelberg 博弈实时定价机制的电-气综合能源系统两阶段(日前-日内)优化调度模型。在日前调度计划中,以综合能源系统经济成本最优确定各机组次日的出力计划。在日内调度计划中,以综合运营商收益最大和用户满意度最大为目标函数,建立主从博弈模型,通过两方博弈对日前能源价格进行调整,从而引导用户积极参与需求响应。通过实际的算例仿真分析,Stackelberg 博弈制定的实时能源价格相较于价格弹性系数矩阵法制定的能源价格,用户参与需求响应的程度更高,不仅可以减少对各机组日前制定出力计划的调整,而且可以降低系统运行成本,提高用户的综合效能。
2023, 25(4):86-92. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 014
摘要:微电网是有效利用本地风光等可再生资源、解决分布式电源并网难题的一种有效方案,微电网的优化配置直接决定其经济性和供电可靠性。考虑到风速、光照强度具有较强随机性以及负荷波动性对微电网的影响,基于多状态系统理论,对每月的典型日各个时刻风光出力和负荷进行多状态建模。并以经济环保为目标,引入改进的非劣排序遗传算法对多目标优化配置模型进行求解,并通过华东某省微电网工程算例验证基于多状态系统理论的优化配置模型和方法的合理性和有效性。
2023, 25(4):93-98. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 015
摘要:有序用电是缓解用电高峰电力供需关系紧张的电力需求侧管理重要手段,轮休是有序用电的重要措施之一,将用户的用电负荷转移到用电低谷期无法减少用户的用电量。传统有序用电轮休方案制定时普遍采取按用电负荷一刀切的轮休以及拉闸限电等粗放的措施,忽视了部分企业轮休对产业链协同运转的影响。为此设计了一种考虑产业链的有序用电轮休方案制定策略,将同一产业链的用户聚合为一个用户实例共同参与轮休方案编制,按轮休价值指数选择参与有序用电轮休用户,以轮休负荷峰值最小化为目标,优化轮休分组,减小轮休对正常生产生活的影响。算例分析结果表明,上述方案能使同一产业链用户执行同样的轮休策略,减小产业链用户部分轮休对生产经营的影响;按轮休价值指数确定参与轮休用户,更具公平性和合理性。
2023, 25(4):99-104. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 016
摘要:抽水蓄能电站对电网调峰、新能源消纳、“双碳”目标的实现具有积极作用。针对电力市场进程中的抽水蓄能电站成本疏导问题,首先系统梳理国家政策对抽水蓄能价格机制规定的历史沿革,并调研国外抽水蓄能电站的成本回收方式,在了解现有政策和做法的前提下,结合我国电力市场建设进程,分初期阶段、过渡阶段、成熟阶段3个时期,根据各市场在不同阶段的建设情况,明确给出不同市场阶段下抽水蓄能电站价格机制,建立电价解析数学模型,将抽水蓄能电站发生的成本有效疏导。考虑经济发展、物价水平、承受能力等因素,确定抽水蓄能电站成本疏导的3个原则,提出成本分摊的6种单一方式和组合方式,对我国抽水蓄能电站的发展具有一定的理论和实践参考意义。
2023, 25(4):105-109. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 017
摘要:电力企业在数字化转型过程中,打造多渠道服务体系,充分利用“互联网+实体渠道”的方式,可以有效降低企业运营成本,为客户提供更加便捷、高效的服务。在上述背景下,提出了一种基于改进协同过滤算法的电力营销渠道引流策略,首先构造客户-属性数据矩阵,采用矩阵分解算法对原始客户属性矩阵中的缺失数据进行恢复,利用K-means算法对客户属性进行聚类。然后,利用客户混合类型属性相异性度量,通过基于用户的协同过滤推荐算法,寻找目标客户的K-最近邻矩阵,并制定出差异化的引流策略。最后以10万条缴费工单数据为例,分析了客户属性矩阵填充、不同度量方法与最近邻数目对引流准确率的影响,验证了所提算法的有效性和可行性。
2023, 25(4):110-116. DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2023. 04. 018
摘要:伴随着蒙东地区电力市场的改革与电力结构的变化,电力交易的规模也在逐步扩大,而因人为失误导致的用电抄表误差以及相应产生的电费结算偏差一直是蒙东电力交易结算工作的重点和难点。针对上述问题,基于蒙东电力交易结算规则构建了用户电费结算的数学模型,关于抄表误差的传递性问题进行了敏感性分析,确定了抄表误差传递性影响的产生链路。并依据误差影响链路,提出了“提前预警”与“价差收益分析”这两个措施用于应对零售用户发生抄表误差导致的费用结算偏差以及经济损失,通过仿真验证措施的有效性。
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