考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。     

考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应 协同的电热联合系统优化调度

电热联合系统中电、热负荷在峰谷分布上存在互补特性,考虑电、热负荷的互补特性实施电热联合系统优化运行可以有效增强系统调峰灵活性,缓解电热强耦合造成的弃风。为此,研究了考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同的电热联合系统优化调度问题。阐述了电、热负荷协同促进风电消纳的机理。根据电、热负荷特性分别建立采暖建筑用户热负荷弹性模型以及分时电价需求侧响应模型,并以此为基础建立电、热负荷协同响应模型。将负荷模型纳入调度模型,构建考虑负荷协同优化的电热联合系统日前调度模型。算例分析表明,采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应的协同可有效提升系统运行经济性并促进系统风电消纳。     

用户需求响应活动特性的精细化研究

用户的需求侧响应是电力需求侧管理中的一项重要内容,对用户需求响应活动的参与实体及实体的主要活动进行分析,提出用户需求响应活动的负荷优化响应模型,给出其响应目标函数及其约束条件;然后对峰谷分时电价激励下的用户需求响应活动的响应收益与负荷消减效果进行分析,给出用户需求响应活动优化方程的求解方法。通过分析实例的计算结果表明,实施需求响应不但能够消减电网尖、峰时段的用电负荷,填充谷时段的用电负荷,而且还可以在一定程度上减少用户的电费支出。     

实时电价下用户侧电力需求响应模型优化策略及数字仿真

为解决智能电网发展中用户参与电力市场运营的响应积极性以及用户收益最大化问题,本文在经济学原理基础上,引用需求价格弹性系数表征用户的用电量随电价的变化情况,建立实时电价下的用户负荷调节能力模型,根据该模型,进一步研究了基于实时电价的用户侧电力需求响应模型优化策略,考虑用户在不同响应场景和不同负荷调节潜力下的需求响应。解决供电与用电间的电力供需不平衡问题,实现用户积极响应及其利益最大化,并提高系统稳定性与安全性。以某地需求响应系统为例,对进入现货市场交易的用户进行数字仿真,通过算例分析表明该模型能有效改善用电负荷曲线,减小用户购电成本,验证了基于实时电价下的电力需求响应优化策略的优化效果。     

基于用户行为的分时电价时段划分和价格制定

以往分时电价的时段划分仅考虑负荷曲线的数值变化,忽视了时段划分对分时电价的制定和对用户行为的影响,使得分时电价优化受限,需求侧响应不能达到最优的效果。为此提出了基于用户行为的分时电价时段划分和价格制定模型,首先通过模糊聚类法初步制定峰段、平段、谷段,然后将峰谷时段的起始时间和终止时间设为待优化的变量,并根据消费者心理学建立用户电价电量响应行为模型,最后以用户满意度和电网收益最大化为目标,同时对分时电价和时段划分进行优化。仿真结果显示,与直接根据FCM模糊聚类分析方法划分时段相比,该模型更能针对负荷特性激励用户响应分时电价,促使用户响应曲线更加平滑,进一步降低调峰成本,验证了该模型通过优化时段划分方法提高社会福利的有效性。     

考虑最优风电投标量的高载能用户电价决策模型

由于风电的随机性和波动性等特点导致常规电源的调峰压力增大,并受到输电通道的制约,各地的弃风率逐年攀升。将日前市场风电最优投标与用户侧需求响应相结合,在日前市场以风电场利益最大为目标,通过报童模型求解出最优风电投标量;在需求侧采用适用于高载能用户的尖峰电价模型,令高载能用户分组分时段地参与需求侧响应。综合考虑风电消纳能力、电网利益、高载能用户投切成本与火电机组运行成本,在尖峰日和非尖峰日分别采取不同的多目标优化模型,考虑负荷、电网以及电价等约束,采用粒子群算法进行模型求解。结果表明,将最优风电投标量引入需求响应策略中可以降低系统成本,且用尖峰电价激励高载能用户可以实现削峰填谷、消纳风电的目的。     

居民用户参与电网调峰激励机制及优化用电策略研究

随着居民用电占比的不断提升,以及智能电表和智能家电在居民用户中的普及,开发居民用户的需求响应潜力对提高电网灵活调节能力是非常必要的。该文以居民负荷参与电网调峰为切入点,首先建立兼顾用户用电舒适度的居民用户各类电器的负荷模型;其次,基于现有分时电价机制不足以调动居民用户参与电网调峰的积极性及可能形成新的负荷高峰的情况,从居民负荷与系统负荷的相关性出发,提出了反映居民用电对电网调峰贡献度的调峰激励机制,并进行了合理性证明;最后综合考虑用电成本、舒适度和调峰激励建立了居民用户用电优化策略。仿真分析表明,所提出的调峰激励机制能够兼顾居民用户和电网的利益,是一种对现有固定/分时电价有效补充的激励机制,能进一步减少居民用户用电成本,降低其负荷峰值,响应电网削峰填谷的需要,实现居民用户与电网的友好互动。     

分时电价环境下用户负荷需求响应分析方法

智能电网发展促使更多的需求侧资源参与电网的互动,因此在制定需求侧管理政策时须了解各类型负荷的响应特性。文中首先对不同类型电力负荷进行分析,构建反映负荷用电特性的用户负荷特征量,进而获得实施分时电价后用户的需求响应负荷曲线。然后根据经济学原理,对分时电价环境下用户的需求响应行为进行分析,构建了相应的负荷削减和转移模型。通过用户对不同时间下用电需求的自弹性和交叉弹性系数分析获得用户需求响应矩阵,进而利用该矩阵对用户在实行基于电价的需求侧管理后的负荷变化情况进行快速分析。通过算例分析,给出了用户需求响应矩阵在实施分时电价需求侧管理分析中的应用,仿真结果证明文中提出的方法行之有效。     

基于节点电价的需求响应策略研究

针对持续增大的负荷造成峰谷差增大以及大规模新能源并网给电力系统安全、稳定运行带来的一系列问题,基于节点电价进行了需求响应策略研究。首先,建立了含风电场的最优潮流模型,并采用跟踪中心轨迹内点法进行求解。然后,以最优潮流模型中潮流方程对应的拉格朗日乘子作为节点电价,提出了两阶段负荷需求响应模型,并将该模型应用于改进的IEEE-30节点测试系统。算例表明:两阶段负荷需求响应能够降低用户侧的节点电价,减少发电侧的燃料费用,充分利用风电资源;在一定程度下,用户侧参与需求响应能够将高电价节点的负荷转向低电价节点,并且参与需求响应的容量大小决定需求响应的程度。     

多种需求响应和日前小时电价优化促进风电接纳研究

随着经济发展,负荷峰谷差越来越大,系统调峰能力不足成为制约风电接纳水平的主要原因之一。价格信号可以引导用户行为,减缓系统调峰压力。本文提出考虑风电不确定性情况下的日前小时电价优化和计及激励型需求响应的风电电力系统调度二层规划模型。利用拉丁超立方抽样生成大量风电场景,采用同步回代法进行场景削减,通过量子粒子群算法对模型求解。算例证明所提模型可以引导用户削峰填谷,并有效促进风电接纳、火电发电成本降低及使用户的效益增加。并比较了不同调度模式、峰谷电价与日前小时电价、风电预测误差及电价型负荷响应用户成本与激励型负荷响应用户报价对调度结果产生的影响。     

计及V2G价格激励的电动汽车削峰协同调度策略

为了改善城市电力负荷峰谷差增大给配电系统稳定经济运行带来的影响,提出了电动汽车(EV)削峰协同调度策略,通过价格信号引导EV这类新型灵活资源参与辅助服务,从而平滑系统负荷曲线并减少EV用户的用电成本.首先,结合系统的削峰需求,提出了车网互动(V2G)激励价格机制;然后,构建基于出行链的EV出行需求模型和基于出行需求的耗...     

计及典型日选取与源荷灵活性调节的优化调度研究

针对电网面临的反调峰特性和新能源消纳问题,提出一种计及源荷侧灵活性调节资源的电力系统优化调度模型。首先,根据负荷特点采用改进SSE-PFCM聚类算法求取负荷典型日。其次,基于负荷用户对电价变化的不同响应行为,提取出具有需求响应潜力的两类负荷,并且分别为其构建计及乐观响应隶属度的模糊负荷转移率模型以及需求价格弹性模型。然后,计及需求响应不确定性模型以及火电机组深度调峰,以系统综合运行成本最小为目标构建优化调度模型,采用引入步长弹性系数的改进粒子群算法求解。最后,以改进IEEE 30节点系统为例进行多种场景的仿真计算分析,结果表明所提策略能够有效提升系统可再生能源的消纳能力和系统运行的经济性。     

考虑柔性负荷调峰的联合管理模型研究

根据＂削峰填谷＂的思想建立了利用柔性负荷调峰管理模型。通过中断管理和激励机制,把白天高峰用电量转移夜间低谷时段,降低电网峰谷差,减轻电网运行压力。根据柔性负荷的特性,将用于调峰的响应负荷分为激励负荷和中断负荷两部分,以总收益最大为优化目标,将能量平衡、中断特性和电价变化纳入约束,给出了柔性负荷24 h内调峰问题的求解方法。以某地实际负荷为例,利用粒子群优化算法对模型进行求解,算例仿真证明了该模型的正确性。结果表明所提出的方法可有效提高电网调峰能力,并具有良好的经济效益。     

计及供电方收益的分时电价优化

峰谷分时电价是电力需求侧管理的一个重要手段。基于利益驱动,用户对变化的电价作出响应,自动地调整用电时间和用电量,从而实现负荷曲线的削峰填谷,达到延缓投资、提高电网运行稳定和经济性的目的。以峰谷差最小为目标、用户利益和供电方合理利润等为约束,以负荷转移率模拟电价响应行为,建立了分时电价优化模型。模型求解采用遗传算法。最后,通过算例分析分时电价下的用户响应效果,验证了模型及方法的有效性,并分析了不同的时段划分对用户响应的影响。     

考虑可调负荷集群响应不确定性的联合调度模型

售电侧放开是新电改的一项重点任务,分析需求响应策略的经济性和安全性会为售电市场开放后的需求响应业务实施提供支持。需求侧管理将大量的小时响应负荷建模成多个负荷集群,通过电价信号调整集群的用电量,实现用电高峰时段减小电力缺口的目的。但负荷集群对电价响应的不确定性会造成潜在风险损失,在经济调度模型中考虑这种响应不确定性以达到降低风险值得研究。首先基于蒙特卡洛法得到负荷集群的响应偏差率,然后使用风险损失(VaR)度量负荷集群响应不确定性的风险损失,最后在满足各种约束条件的基础上,对引入风险损失的优化模型进行求解。算例结果表明该联合调度模型保证调度经济性的同时,减少需求侧因负荷响应不确定带来的风险损失。     

考虑需求响应的负荷控制对供电可靠性影响分析

需求响应一般分为基于电价与激励两种模式,采取需求响应的目的是降低峰时段负荷,减少运行风险。研究的重点是构建包含负荷控制的分时电价负荷模型,分析同时采用负荷控制激励模式与分时电价两种需求响应措施后负荷变化对电网可靠性的影响,从不同角度分析两种模式下配电网运行情况,并提出一种新的通过负荷曲线聚类来计算配电网在动态负荷下的可靠性方法。通过引入改进的k-means聚类算法对不同需求响应模式下的负荷曲线聚类,得到负荷概率模型,结合蒙特卡洛模拟方法来计算不同负荷水平下最终的配电网可靠性指标,分析了在需求响应不同模式下的负荷变化对配电网可靠性影响。算例结果表明,需求响应措施能提高系统可靠性,且包含负荷控制激励的分时电价比单一措施下的可靠性更高。     

计及综合需求响应的综合能源系统优化调度

为提高系统运行的可靠性和经济性,在综合能源系统优化调度的基础上引入综合需求响应,利用不同形式能源间的相互转化关系,实现削峰填谷,提高能源利用效率。计及综合需求响应策略,建立了基于电价的电力负荷需求响应和基于激励的热负荷需求响应模型。并以运行成本最小为目标函数,提出了综合考虑供需平衡和供储能设备约束的综合能源系统调度模型。采用改进二阶振荡粒子群算法对模型进行求解。该算法在常规粒子群算法的基础上对速度迭代公式进行更新,克服了常规粒子群算法易陷入局部最优的问题。通过实际算例仿真,验证了所提出模型和求解算法的有效性。     

分时电价下核电机组调峰的经济性探讨

针对核电站逐步参与并网调峰的需求的问题,对分时电价下核电机组的经济性进行研究。通过分析核电机组运行的技术和经济特点,分别建立了发电机组频繁变动上网电价调峰损失计算模型、调峰损失与负荷比、调峰经济性系数的调峰模型,并对模型进行优化改进,获得调峰临界电价系数与负荷比、调峰系数之间的关系曲线。仿真曲线的分析结果表明,所建经济分析模型能正确表达核电经济效益与调峰负荷比之间的关系,为制定核电分时电价提供了真实依据。     

需求侧管理中面向居民用电的互动化评价模型

智能用电的核心是通过电网与用户的双向互动以实现需求响应,文中提出了一种面向需求侧管理的居民用电互动化评价模型及其实现方法。首先构建居民用电互动化评价模型,模型涵盖需求侧管理中的负荷优化、用户需求响应和通道理想解排序法(TOPSIS)互动化评价在内的完整过程。然后在多目标遗传算法求解最优用电策略和价格弹性指数计算用户需求响应策略基础上,阐述模型的实现方法。最后通过实验验证了模型评价居民用电互动化效果的有效性。     

基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

宁夏地区调峰主要依靠煤电机组承担,随着新能源的快速增长,宁夏调峰形势更加严峻。基于此背景,从源-网-荷-储灵活性提升入手,构建了以电力系统的总发电成本最低为目标的优化模型,运用SPER_PROS系统进行“十四五”本地区运行模拟。基于以上优化模型,构建满足宁夏调峰资源的8种典型场景,通过对这8种场景的仿真计算分析,得出通过深化煤电机组调峰、需求侧分时峰谷电价、电网侧跨区直流运送方式按照送端负荷参与调峰与增加储能的方式,可以降低新能源弃电量。并提出了基于“十四五”源-网-荷-储综合调峰资源的协同方案及其相关建议与措施,为未来宁夏电网的科学发展提供有力支撑。