基于需求侧管理的频率质量控制探讨

频率作为电能质量考核的重要指标之一 ,与电压、谐波的局部特性不同 ,它更多地呈现系统全局特性 ,更有利于在系统范围内调动电源侧、电网中和需求侧各方面的调控措施进行频率质量控制及管理。基于此思想 ,文中把需求侧的直接负荷控制 ( DLC)手段作为具有快速响应性能的频率质量控制热备用 ,采用基于 DLC的负荷曲线坡度缓陡调整策略 ,既帮助电源侧机组在存留适当余量的旋转备用的前提下安全渡越紧急负荷段落 ,又解决渡越过程中因电源侧调控余量存留造成系统实际调控量不足并进而引起频率质量发生偏移的问题。最后 ,分析了需求侧管理 ( DSM)的一些新的技术特点、发展趋势以及与之配套的相关政策和经济奖惩问题 ,探讨了基于 DSM技术的频率质量控制的可行性     

基于需求侧管理的频率质量控制探讨

频率作为电能质量考核的重要指标之一，与电压、谐波的局部特性不同，它更多地呈现系统全局特性，更有利于在系统范围内调动电源侧、电网中和需求侧各方面的调控措施进行频率质量控制及管理。基于此思想，文中把需求侧的直接负荷控制（DLC）手段作为具有快速响应性能的频率质量控制热备用，采用基于DLC的负荷曲线坡度缓陡调整策略，既帮助电源侧机组在存留适当余量的旋转备用的前提下安全渡越紧急负荷段落，又解决渡越过程中因电源侧调控余量存留造成系统实际调控量不足并进而引起频率质量发生偏移的问题。最后，分析了需求侧管理（DSM）的一些新的技术特点、发展趋势以及与之配套的相关政策和经济奖惩问题，探讨了基于DSM技术的频率质量控制的可行性。     

直接负荷控制技术研究

随着负荷增长速度的加快,负荷峰谷差拉大对电力系统安全运行的影响越来越显著,电源侧调度成本的增加对电力系统经济运行产生不良影响。在能源互联网的推动下,大规模可再生波动性电源的集中接入,高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG)的大量接入,电网将面临严峻考验使得需求侧能量管理中具备快速响应能力的直接负荷控制(Direct Load Control,DLC)成为研究热点。结合国内外DLC技术的发展研究现状,探讨了电力市场背景下的DLC负荷的特点、分类、控制方式及模型原理。整理、分析了DLC的潜在效益及其不同应用方面的调度控制策略,最后给出了DLC现有研究存在的问题和未来发展方向。可望为进一步发展能源互联网提供技术支持。     

发电容量充裕性的混合优化

在发电容量充裕性的研究中,需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的.为改进发电容量充裕性控制,在低电价可中断负荷和高赔偿可中断负荷协调控制的基础上,将实施分时电价作为预防控制,将调用发电侧备用容量、中断需求侧低电价与高赔偿可中断负荷容量作为事故后控制.基于其不同的技术特性和经济特性,提出协调模型和优化算法,定量研究预防、事故后控制及其协调控制的效果.仿真验证了风险协调对备用服务的显著改善.     

实施需求侧管理技术对系统可靠性的影响分析

需求侧管理DSM(Demand Side Management)技术的实施可以提高能源利用率并可提高系统的可靠性，因此有必要定量分析需求侧管理技术对系统可靠性的影响。基于等效持续负荷曲线ELDC(Equivalent Load Duration Curve)的概念，首先建立了DSM的发电模型；其次给出了实施需求侧管理技术前后的电量不足期望值、电力不足概率和电力不足期望值等几个可靠性指标的计算方法；最后根据算例加以分析。结果表明实施DSM不仅可使各方获得经济效益，还可有效提高系统可靠性，有利于系统安全而经济地向用户供电。     

从电力系统运行角度看需求侧管理

论述需求侧管理作为电力系统中一种常规运行手段的可能性和要求。首先讨论了DSM用作电力系统运行备用、事故备用以及经济运行的技术地求和必须解决的问题,在此基础上提出了电力系统运行角度对DSM的评价标准。结论表明DSM要作为常规的系统运行手段,还存在经济、技术和机制上的一些障碍,需要认真解决。     

考虑DLC空调负荷轮控的高压配电网无功优化模型

该文提出一种考虑直接负荷控制(direct load control,DLC)空调负荷轮控的高压配电网无功优化模型。先对DLC空调轮控的控制特性进行分析,针对台区内多台受控空调同时启动,结合空调负荷静态等值电路和台区电网戴维南等值,推导了对应负荷聚合商台区接入点的启动电压计算公式。在此基础上,从负荷侧和电源侧对高压配电网的无功优化问题进行建模,分别建立DLC空调负荷削减最优分配模型和考虑主变调压机构闭锁的无功优化模型。采用免疫遗传算法对前者进行求解,获取在DLC空调轮控的电压启动约束;将其约束引入到后者中,形成考虑DLC空调负荷轮控的高压配电网无功优化模型,再采用内点法进行求解。最后,通过成都某实际25节点的110kV高压配电网和一条负荷聚合商管理的10kV馈线系统的仿真分析,验证了所建模型的有效性。     

含CAES和多类型柔性负荷的电力系统多时间尺度电能-备用联合优化调度

为了应对大规模风电接入,压缩空气储能(CAES)技术和柔性负荷主动响应技术在近年来发展迅速。以含CAES电站、可转移负荷、可中断负荷、可直接负荷控制(DLC)负荷、风电场、常规机组的电力系统为研究对象,综合考虑CAES电站和多类型柔性负荷在日前、日内、实时时间尺度下的调度特性及其在备用与调频方面的应用潜能,建立考虑源-荷-储协调互动的电力系统多时间尺度电能-备用联合调度模型。该模型以最小化电网运营商的总支出成本为优化目标,能够同时制定系统的发电计划、旋转备用购置与调用计划和自动发电控制(AGC)参与因子配置计划。基于修改版PJM-5Bus系统的仿真结果验证了所建调度模型的有效性。     

电力系统可中断负荷管理及方法

随着市场观点逐渐引入电力系统．系统对需求侧的观点也发生改变。用电方不再是物理意义上的负荷而是作为消费者的用户，中止这样的服务不是单纯的拉闸限电而需要给予用户一定的补偿。作为电力系统需求侧管理（DSM）的重要组成部分，可中断负荷管理利用用户的用电灵活性，来缓解负荷高峰时的供电紧张状况，以避免或减少昂贵的旋转备用和满足用电需求增长而需要的发电容量投资。     

计及网络约束的源-荷协同频率控制策略

具有能量存储特性的负荷可以响应频率波动,为系统提供备用容量。为了充分利用负荷侧备用资源,提出了一种计及网络安全性约束的源-荷协同频率控制策略。对负荷实施分散式控制,根据频率测量信号调整设定参数,改变其功率需求。采集负荷的运行状态信息,采用ARMAX模型辨识负荷群聚合功率需求变化,输入到基于模型预测控制方法的二次调频控制器,获得各调频机组的控制信号。频率控制在满足发电和负荷功率总量平衡的基础上,需要计及网络约束,量化分析负荷控制对支路功率的影响,辨别出对系统安全性不利的负荷节点,避免其参与频率控制。对新英格兰10机39节点系统进行了仿真,结果验证了计及网络约束的源-荷协同频率控制策略的有效性。     

失压解列及备自投一体化装置应用分析

分析了基于光纤通信备用电源自投装置存在运行方式单一、只能固定在系统某个点开口运行的缺点。在此基础上设计了失压解列及备自投一体化装置,根据系统运行方式安排联络线一侧开关热备用(运行)、另一侧开关运行(热备用),通过切换该装置定值区(针对不同功能预先设置好相对应的控制字)将运行侧投入失压解列功能、热备用侧投入备用电源自投功能,在确保系统始终有备用电源的前提下,有效转移联络线上T接变电所的负荷,以提高系统运行的灵活性和可靠性。     

基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法

为了提升微电网智能化调控性能,针对微电网负荷调控策略制定问题,基于数据驱动思想借助人工智能技术,提出基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法.首先根据分布式电源与可调控负荷多维运行数据,构建下一调控周期微电网源荷综合特性图像;进而提出了基于K均值聚类-加速鲁棒特征(K-SURF)算法的微电网源荷综合特性图像相...     

异步互联系统准同步运行的HVDC附加控制建模及稳定性分析

异步互联系统调频资源和备用容量的分割使得频率稳定问题突出,利用高压直流输电系统的附加频率控制(AFC)可以实现异步互联系统调频备用共享,参与系统频率调控。文中以改善异步互联系统整体的调频性能和频率质量为目标,研究基于直流两侧电网频率差进行无差控制实现异步互联系统准同步运行的直流AFC对两侧电网频率稳定性的影响。利用换流站交直流系统的功率平衡关系建立较为精确的高压直流输电系统线性化模型,得到异步互联两区域系统的负荷频率控制模型,以此进行特征分析指导AFC参数设计。多场景仿真结果表明,准同步运行的直流AFC在使两侧电网趋于同频运行的同时,能够适应两侧电网的容量自动调节直流功率,有效改善全系统的频率稳定特性。     

电力需求侧管理技术介绍

结合需求侧管理(DSM)的需要和电力负荷管理发展的历史和现状,介绍了现有需求侧管理的技术手段和功能,提出了充分利用现有资源,完善和发展电力负荷管理的几项新功能:电能质量监测、无功补偿、反窃电、电表计量、配变监测等,完善DSM的需要。     

集群空调负荷提供微电网调频备用研究

微电网中空调负荷所占比例逐年增长,集群空调负荷提供备用容量潜力巨大。为准确描述集群空调负荷功率需求特性,根据空调负荷工作过程热交换平衡原理建立基于一阶物理模型的集群负荷模型。考虑负荷响应特性,提出集群负荷目标温度设定值与系统频率线性响应关系的负荷调频模型,通过调整集群负荷目标温度提供调频备用,降低对用户舒适度影响。仿真结果表明,集群负荷参与微电网调频具有可行性和实用性,为负荷侧参与微网运行控制提供基础。     

基于需求侧管理的城市电网风险评估

高受电比例城市电网中电源严重缺额,电网故障和失负荷风险极高,而用户负荷和系统风险关系密切。需求侧管理(demand side management,DSM)采取分时电价等方式来指引用户调整用电习惯,实现削峰填谷。研究了DSM对城市电网风险的影响,通过能效负荷优化和可中断负荷调度建立了需求侧综合管理模型,在此基础上,建立风险评估模型及指标体系,采用蒙特卡洛法对元件状态抽样,进而计算风险评估指标。结合某典型高受电比例城市电网实际进行风险评估,将考虑DSM风险指标与传统风险指标进行对比,结果表明DSM手段可以有效降低城市电网的失负荷风险,明显提升城市电网运行的安全水平。     

基于分布式通信架构的温控负荷参与电力系统频率调控模型

温控负荷是具有参与电力系统频率调控潜力的需求侧资源。考虑到温控负荷用户群体分布的分散性和参数的异质性，提出一种基于分布式通信架构的温控负荷参与电力系统频率调控模型。负荷聚合商与区域控制器进行直接通信传递频率调控指令，用户个体间基于无线网络完成信息交互，通过Gossip算法实现节点负荷的通信状态和传递延时特性建模，针对用户响应状态的随机性，进一步将用户意愿系数纳入考虑，制定相应有序恢复策略避免二次功率冲击。通过算例仿真在单区域和多区域的频率响应模型中对所提方法有效性进行了验证，结果表明，所提方法能够充分发挥分布式需求侧温控负荷调频潜力，有利于提升系统频率稳定性。     

系统备用容量优化问题综述

从应对系统可能出现的多种容量事故角度,发电侧备用容量(reserve capacity of generation side,RCGS)与需求侧可中断负荷(interruptible load,IL)容量都可作为系统备用容量。为有效提高备用容量配置和稳定控制的经济性,以及抑制RCGS在备用容量市场上的市场力,应充分利用各类备用手段的经济互补性,从风险管理的角度对其加以协调。文中在建立市场环境下系统备用容量体系的基础上,基于风险管理与协调优化的观点,对目前系统备用容量优化方面的问题进行了综述。     

计及负荷储能特性的微网荷储协调联络线功率波动平抑策略

以微网整体参与市场交易为背景,计及直接控制负荷的储能特性,提出采用电池储能和直接负荷控制(DLC)协调的微网联络线功率波动平抑策略。将DLC视为储能资源的调控行为,建立基于负荷储能特性的DLC模型。在此基础上,以经济效益最大为目标,考虑DLC作用,基于两阶段随机规划优化微网短期交易行为。以经济性和不影响用户用能体验为原则,提出考虑负荷运行状态的微网联络线功率波动完全平抑方案。最后,通过仿真算例验证了所提策略的有效性。     

能源互联网背景下电网备用问题探索

能源互联背景下,可再生能源发电的增长与交直流特高压互联是我国电网的重要发展趋势,使得系统的事故备用与净负荷功率波动的备用需求显著增加。同时,负荷侧、储能及网间备用资源将成为传统常规电源备用的重要补充。国内当前基于“两个细则”的辅助服务分类与管理模式将难以适应未来电网运行备用的管理需求。为此,文章提出了基于功率平衡控制过程的备用分类,明确了各类备用的响应时间与持续提供时间,从而有效兼容源、网、荷、储各类备用资源,并对各类资源可提供的备用类型进行了讨论。文章进一步提出了市场化的备用组织建议,并讨论了新备用体系的实施所面临的若干问题。