摘要:针对多园区微电网协同运行中可调节负荷实际响应存在时间滞后和园区间差异导致低碳经济成本较高的问题,提出了一种计及可调节负荷时空异步响应的低碳经济运行方法。首先,构建含风电、光伏、储能、燃气轮机及可调节负荷的多园区微电网群协同运行模型;其次,将可调节负荷划分为时移、可转移和可削减负荷,并采用随机变量表征其实际响应时滞特性;在此基础上,结合园区间功率交互、电网购售电和碳交易机制,建立多园区微电网群低碳经济优化模型;最后,基于3个园区的算例进行仿真分析。算例结果表明,所提方法能够有效提升新能源消纳水平与园区间能量互济能力,降低系统购电成本、储能运行成本和燃气轮机运行成本。与未考虑可调节负荷时空异步响应的方案相比,系统综合运行成本降低8.24%,碳排放进一步减少。

摘要:在当前"双碳"目标的推进下,铜冶炼企业高能耗、高排放的情况更加凸显,如何充分挖掘工艺流程中的余热潜力,同时借助碳市场与绿证市场的协同机制已逐渐成为该行业低碳转型的关键。针对上述问题,提出一种考虑余热回收与碳-证联合交易的铜冶炼企业低碳优化策略。首先,基于典型铜冶炼工艺流程,划分差异化工序调节特性,并构建余热回收模型以挖掘余热资源的节能降碳潜力;其次,量化铜冶炼全流程的碳排放,融合阶梯式碳交易与绿证交易机制,建立碳-证联合交易框架;最后,结合企业实际生产约束,构建铜冶炼全流程低碳优化策略。算例验证结果表明所提策略能够在保障生产安全的前提下实现经济效益与低碳效益的协同优化,为高耗能行业的低碳转型提供参考。

摘要:针对高比例新能源配电系统中源荷预测误差相关、柔性负荷调度难以及时获得可靠性反馈的问题,提出一种内嵌解析化可靠性指标的柔性负荷调度方法。首先,采用均匀设计筛选关键故障,利用Cholesky分解描述源荷预测误差相关性,并结合改进随机响应面方法与多项式混沌展开建立最小切负荷解析函数;然后,将负荷转移和削减决策映射为期望失供功率(expected demand not supplied,EDNS)等可靠性指标,构建兼顾可靠性风险、调节代价、用户舒适度和容量配置成本的优化模型;最后,基于生成对抗网络生成的50个源荷场景进行验证。结果表明:所提解析模型的EDNS平均绝对误差和均方根误差较传统多项式混沌展开分别降低30.38%和11.82%,平均EDNS绝对相对误差为0.032 9%;基准工况下推荐柔性负荷容量配置比例为8%,4类典型场景的EDNS降低10.30%~80.52%。敏感性分析表明,在不同目标权重和预测误差相关水平下,柔性负荷调度均能改善系统可靠性。

摘要:针对高比例新能源送端地区省内市场需求缺乏价格弹性，区域市场的集中度小于省市场的集中度，导致成本转移的问题，提出一种电-证-碳协同的区域共同市场模式。该模式在省间-省内市场联动电能-绿证-碳交易，避免发电厂在两级市场分离下利用省间、省内差异进行省外市场投机。引入广义纳什博弈进行绿色电力环境价值分配，使省内/省外平等享受资源优化配置带来的效益。算例分析表明，该多能量、权益产品协同交易模式能够提高省内市场需求的价格弹性，实现高比例新能源送端地区成本降低、碳排放减少以及可再生能源消纳率大幅提升，为绿色电力发展提供了市场化、长效化的解决方案。

摘要:在全球碳中和进程加速与城市脱碳系统日趋复杂的背景下,现有能源模型在城市层面的应用仍存在系统边界刻画不足、碳配额调整机制僵化等问题。为此,提出一种基于动态碳配额分配的大型城市脱碳路径优化方法。首先,融合多源数据并基于长期能源可替代规划模型(long-range energy alternatives planning,LEAP)模型模拟不同政策情景下城市能源需求与碳排放演变轨迹;其次,构建政府与行业斯塔克尔伯格(Stackelberg)主从博弈模型,将城市碳排放约束嵌入行业配额调整过程,解析求得配额调整系数与最优产量;然后,设置减排成本扰动情景,分析关键部门减排贡献、减排时序与技术替代强度的变化;最后,以天津市为例验证所提方法。结果表明,该方法能够识别城市重点部门的脱碳路径,动态配额机制较静态分配可获得更高的减排效果,并兼顾企业利润与政府社会福利。

摘要:为提升微电网光伏消纳能力,挖掘负荷侧新型平衡资源灵活调节潜力,提出一种基于改进同构多胞体的差异化聚合方法。将储能、温控负荷等灵活资源的运行约束统一表征为线性多胞体,经规则化分群后,通过基准同构多胞体的缩放与平移实现内逼近聚合;针对光伏正午大发特性,引入时段差异化权重强化核心时段调节能力,构建以光伏消纳为导向、运行成本最小为目标的微电网日前优化模型。仿真结果表明,所提方法能精准表征聚合灵活性,显著提升光伏消纳水平,平抑出力波动,调度可行性与计算效率满足工程要求,为微电网规模化负荷侧资源支撑新能源消纳提供高效解决方案。

摘要:针对近年来以电动汽车与氢能汽车为主的新能源汽车数量不断增加与新能源大规模接入对有源配电网造成巨大冲击的问题,提出了一种计及新能源汽车低碳经济效益的有源配电网经济调度方法。首先,构建含新能源汽车接入的有源配电网络运行框架,建立多能转化设备运行模型;其次,考虑配电网荷侧多能负荷需求的可调度性,建立响应模型,协助新能源并网消纳;然后,通过引入新能源汽车替代燃油汽车行驶解决有源配电网络消纳新能源功率困难与环境污染问题,构建新能源汽车参与碳-绿证市场交易模型,提高有源配电网经济效益;最后以有源配电网日均总运行成本最小为目标,构建优化调度模型,通过不同方案的对比分析,验证了所提方法对提升有源配电网经济性、新能源消纳、低碳运行的积极作用。

摘要:面对全球气候变化的挑战,中国提出了“双碳”目标,并迫切需要推动能源系统低碳运行。需求侧资源作为电力系统的重要组成部分,其优化运行和灵活互动对于实现这些战略目标具有关键作用。然而,目前的技术标准体系存在重要支撑标准缺失、现有标准与新兴技术的不适应、标准之间不衔接等问题,这些问题严重阻碍了需求侧资源在“双碳”战略中的潜在效益。为了应对这些挑战,深入分析了现行标准的不足,并基于此构建了一个全面且协调一致的标准体系。为“双碳”战略背景下需求侧资源灵活绿色互动的标准化工作提供全面的技术指导和明确的方向指引,从而有效地支持“双碳”目标的实现。

摘要:跟网型变流器在弱电网下极易引发振荡失稳,在新能源场站配置一定比例的构网型变流器可以提升系统稳定性,故跟网型/构网型变流器的配比是影响系统稳定性的关键因素。提出了一种基于临界短路比的混联系统构网容量临界配比解析模型。首先,建立跟/构网变流器的正负序阻抗模型,分析跟/构网变流器的序阻抗特性;其次,构建混联并网系统三端口等值模型,通过对控制参数进行灵敏度分析,精准辨识影响系统交互稳定性的主导参数;然后,结合广义奈奎斯特稳定判据与跟网设备维持稳定所需的临界短路比边界条件,推导了保障系统小干扰稳定的构网变流器最小接入比例解析模型。最后,通过暂态仿真验证了理论分析的有效性。研究结果表明,所提解析模型能精确计算出所需的临界构网容量,促使系统交互谐振频带右移至稳定区;所提配置方法显著提升了系统的相位裕度,有效平抑了弱电网下的宽频交互失稳现象。

摘要:针对新能源基地弱电网条件下多类型无功支撑资源难以统一量化、需求响应调用构网型储能和静止无功发生器时缺少电压安全边界的问题,提出计及设备暂态支撑、惯量贡献和全寿命周期成本的协同配置方法。首先,定义同步调相机构网型储能和静止无功发生器的多维等效支撑效率因子,并将其作为虚拟短路容量权重构造广义等效动态短路比;其次,以修正临界短路比与安全裕度之和为约束,采用量子遗传算法和差分进化开展选址定容;最后,采用改进IEEE 33节点等值系统校核配置结果。关键节点的广义等效动态短路比由约1.1~1.6提升至2.5~3.5区间;节点25故障最低电压提升明显,恢复时间缩短至毫秒级。配置结果可为需求侧柔性资源参与响应前的无功可用边界和电压安全校核提供依据。

摘要:针对综合能源系统中需求响应机制与多元负荷动态耦合特性,提出一种考虑综合需求响应的自适应卷积网络(adaptive graph convolutional network,AGCN)-TimeXer多元负荷预测模型。首先,基于消费者心理学理论对电力需求响应信号建模并量化其不确定性,通过耦合响应原理计算冷负荷与热负荷响应,构建综合需求响应信号。其次,采用自适应图卷积网络构建多元负荷的动态图结构,提取多元负荷间的动态耦合关系。最后利用TimeXer的自注意力机制挖掘负荷数据的时序依赖特性,并通过交叉注意力机制分析多元负荷与外部影响因素(含综合需求响应信号、多元负荷动态耦合关系和气象因素)的关联机制。仿真算例结果表明,该预测模型相较于传统预测模型具有更高的预测精度。

摘要:针对高比例可再生能源接入条件下并网型风光储微电网的多指标协同能量调度问题，提出一种基于深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient，DDPG）的优化调度方法。首先，建立由风电、光伏、储能、用户负荷及上级电网构成的微电网调度模型；其次，构造兼顾运行收益、功率平衡、新能源消纳和储能运行约束的复合奖励函数，将功率不平衡、新能源未消纳和储能荷电状态越界设置为惩罚项；最后，采用DDPG连续调节储能充放电功率和电网交互功率，并引入自适应衰减噪声以兼顾训练早期探索与后期稳定收敛。所提方法在保证调度经济性的同时，能够显著提高训练收敛速度和在线决策效率，适用于风光出力、负荷及电价波动条件下的微电网能量调度。

摘要:作为典型的柔性可调资源,空调负荷参与电网调峰需统筹兼顾用户舒适度、政策规范与市场收益等多重约束。为此,引入调控偏好和差异化补偿机制,提出考虑用户调控敏感度的空调集群调峰多目标优化决策方法。首先,构建融合调控敏感度特征与等效热参数模型的空调集群负荷模型;其次,搭建兼顾仿真精度与调控时长的空调集群调峰框架:在经济维度建立计及调温幅度与调控时长的差异化补偿机制,在用户行为维度提出基于S型函数的用户满意度量化表征方法;最后,以聚合商经济收益最大和用户满意度最高为目标,建立考虑调控敏感度的空调集群调峰优化决策模型,结合帕累托前沿求解与膝点决策法求解。仿真结果表明,所提方法能够在保障用户舒适度前提下显著提升聚合商调峰收益,同时实现用户侧补贴的合理分配。

摘要:电动汽车的大规模接入使配电网负荷呈现显著的时空波动特性,对电力系统的运行安全与充电设施规划带来挑战。传统时间序列和统计模型难以反映交通行为对充电负荷形成机制的影响。为此,提出一种基于交通均衡理论与深度神经网络相结合的电动汽车充电负荷预测方法。首先,建立考虑电量约束的交通均衡模型,模拟不同出行需求下的交通流量与充电行为,生成路网运行数据;随后,采用相关性分析与(shapley additive explanations,SHAP)方法筛选关键特征,识别充电负荷的主要影响因素;最后,构建多层全连接神经网络,实现各充电站节点的充电负荷预测。结果显示,所提模型具有良好的收敛性与稳定性,能够在精确预测充电负荷的同时,有效揭示交通行为与电力负荷间的耦合关系,为充电设施规划与配电系统优化提供技术支撑。

摘要:针对高比例新能源接入电网,网络有功损耗增大、弃风弃光严重等问题,提出高比例分布式电源接入下计及需求响应的配电网重构策略。首先,为充分发挥负荷侧的调节能力,建立基于负荷分类的价格需求响应模型;然后,考虑网络有功损耗成本、弃风弃光成本以及开关操作成本,提出以能量损耗成本最小为目标的配电网重构模型,通过对模型进行处理,解决了可能存在零注入孤立节点、支路断开的影响以及非凸形式的凸化处理问题,将原模型转换为混合整数二阶锥规划模型;最后,通过采用含分布式电源和储能的IEEE 33节点系统进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

摘要:我国正加速推进电力现货市场构建,各试点区域结合现行规则与电力系统实际运行条件,已初步建成适配现阶段需求的市场运行支持平台,为电力交易市场长期稳定运行奠定良好基础。伴随国家碳中和、碳达峰目标提出及能源结构体系改革不断深化,高比例新能源接入已经成为电力调度日常,现有技术支撑体系已无法适配未来市场发展需求。结合国内外研究经验及具体实践,重点针对高比例新能源接入背景下的新型电力系统电力交易市场相关特征与实际困境,从体系模型构建、出清策略、风险分析、交易机制选择、模拟仿真等多方面开展研究,确定关键技术特点和路线,相当比例技术已被实际证实其合理性和有效性,可为高比例新能源场景下电力现货市场安全高效运行提供支撑。

摘要:光储充一体化充电站(photovoltaic-storage integrated charging station,PSICS)作为新型能源设施,既能实现电动汽车有序充电,又可推动电力系统绿色经济转型。首先系统阐述PSICS的拓扑结构与运行机理,继而构建基于主从博弈理论的PSICS-EV协同优化架构,通过统筹配电网运营商、充电站运营商及电动汽车用户的多主体利益诉求,建立兼顾多时间尺度特性的双层调度模型。研究采用启发式算法嵌套商业求解器的混合求解策略进行模型求解,结果表明本文提出的模型可以有效地促进光储充一体化充电站运行经济性,降低电动汽车的充电费用,并减轻配电网的供电压力。

摘要:为量化评估虚拟电厂(virtual power plant,VPP)参与电网互动的综合潜力,提出了一种电力市场环境下虚拟电厂多维统计指标评估方法。首先,构建了包含资源层、用户层和运营层的VPP分层调控架构,并对新能源发电、温控负荷、分布式储能等关键单元进行精细化建模。在此基础上,以总运行成本最小化为目标建立VPP优化调度模型,并采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)进行分布式求解。进而,从调节容量、爬坡率、响应时间、持续时间、运行成本和响应可靠性6个维度,构建了VPP多维统计指标评估体系,仿真算例结果表明,所构建的评估体系能够有效量化VPP在不同调度需求下的调节能力、响应性能与运行经济性,为虚拟电厂精准参与电网互动及其聚合价值评估提供理论依据与方法支撑。