考虑居民用户参与度不确定性的激励型需求响应模型与评估

先进的智能测控与双向通信技术引导越来越多居民用户通过智能家庭能量管理系统(SHEMS)参与需求响应(DR),然而用户参与度等不确定因素导致难以有效量化评估居民响应能力.首先,建立了复杂用电环境下的混合整数负荷模型,并综合考虑基于分时电价和用户协议的DR策略,建立了激励型DR参与度自主决策的智能家庭日前优化调度模型.然后...     

美国需求响应综述

需求响应是智能电网框架里的一个重要组成部分,处于配用电侧。需求响应被认为是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的一个重要因素。住美国电力市场下的主能量市场和辅助服务市场,实施的需求响应计划可分为基于市场和基于可靠性2种。往不同的电力市场机制下,需求响应产品可包括能量、辅助备用服务以及容量。首先对智能电网下的需求响应新特点进行分析,进而概述美国智能电网下的需求响应计划及其参与的产品市场,再分析新形势给电网带来的影响,最后对中国实施需求响应提小一些建议。     

智能用电网络的设计与初步实现

发展智能用电是建设智能电网的重要环节之一。本文综合以往智能用电、智能家居与自动需求响应的认识,提出了"智能用电网络",给出其定义。智能用电网络是将用户侧的各种电器通过能量信息网关互连而形成的网络。它旨在建立基于物联网、互联网与智能电网技术的联系海量电力用户的大型用电网,不仅可以帮助用户节能,给电力用户提供智能友好的个性化、差异化服务,还可以引导电力用户灵活互动地参与协同需求响应,帮助电网实现优化运行。智能用电网络的硬件部分由智能插座、智能红外控制器、能量信息网关、云端服务器、移动终端等部分组成;软件部分基于Android平台进行开发。目前,该网络已在清华大学紫荆公寓投入试运行,运行结果表明本文方法的可行性与有效性。     

含光伏、热电联产与储能的微网建模与优化

微电网是由分布式发电、负荷、储能装置以及控制装置构成的一个可控独立发电系统。针对含有光伏发电、热电联产、储能电池的微电网系统,提出了一套微电网总体能量优化管理与控制方案,能够在并网运行条件下,降低微电网系统运行成本。并在微网中加入智能用电设备,在已有能量优化管理系统上,引入需求响应策略,进一步优化微网能量管理系统。通过仿真实验,验证了提出的模型及优化策略的有效性。     

永磁直线电机驱动的斯特林制冷机温度控制策略研究

采用单相永磁直线电机驱动的自由活塞斯特林制冷机,其温度响应惯性大、延迟大,且易受环境温度和负载扰动影响,传统控制策略参数整定复杂,难以达到理想控制效果.本文将智能PID控制算法应用于斯特林制冷机温度闭环控制中,引入模糊控制、遗传算法、神经网络等智能算法对传统PID控制参数进行优化,实现控制参数的自适应整定.仿真和实验结果证明,智能PID温度控制策略具有响应速度快、稳定性高、抗干扰能力强等特点.     

智能社区综合能源优化管理研究

居民负荷由于用电时间集中,已成为电力峰荷的主要组成部分,同时随着智能电网技术的发展,需求侧响应作为缓解电力供需矛盾的有效途径备受关注。以智能社区为背景,结合冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系统能效高、经济效益好等优势,与居民需求侧响应的潜力,提出两阶段优化模式。第一阶段,社区物业根据负荷预测及光伏出力预测,优化CCHP系统各部分出力,最大化物业净收益。第二阶段,家庭能量管理系统(Home Energy Management System,HEMS)根据CCHP系统启停及出力情况与分时电价,优化家庭负荷工作时间,最小化用户费用。最后通过对比不同案例仿真结果,证明了该两阶段优化模式能够实现供能侧与用能侧的双赢。     

考虑分时电价差异性和基于主从博弈的智能楼宇集群能量共享方法

智能电网背景下,具备分布式光伏出力和自动需求响应要素的智能楼宇联合运行可以促进光伏发电的就地消纳,提高其用电经济性.因此,构建了以配有储能系统的智能楼宇集群运营商(smart building cluster operator,SBCO)为中心的能量交易框架,并提出一种考虑分时电价差异性和基于主从博弈的能量共享方法.首先,考虑到不同负荷类型楼宇用户存在分时电价差异性,且智能楼宇的实时需求响应会促进集群内部的能量共享,建立了SBCO的日前储能调度模型.其次,计及SBCO和楼宇用户具有不同逐利特性及用户的信息私密性和对用电舒适度要求,提出了一种基于主从博弈的实时需求响应模型以实现两方利益制约平衡和联合优化.最后,通过实际算例证实了所提方法可以较好地提升SBCO和智能楼宇的经济效益,且在促进分布式光伏就地消纳和优化智能楼宇集群净负荷特性方面具有优势.     

计及用电行为聚类的智能小区互动化需求响应方法

针对复杂智能用电环境下智能用电小区的多用户日负荷需求响应问题,提出一种考虑用户用电行为聚类的互动需求响应方法。首先,以智能小区用户的基本负荷、可调度负荷、电动车负荷和储能装置负荷为约束条件,建立电网负荷波动最小优化目标的需求响应模型;然后,阐述了提出的智能小区互动化需求响应方法,将需求响应模型求解过程分解为电网侧子响应和用户侧子响应的协作互动过程;最后,基于用户侧用电行为聚类分析,采用行为矫正的混合粒子群优化算法实现需求响应模型的互动化方法求解。实验中与分时电价下的响应算法及无用户聚类的集中响应算法对比,其结果表明所提方法通过聚类分析与互动化策略能够在优化结果和算法性能方面优于对比方法。     

灵活互动智能用电的技术架构探讨

智能用电的核心特征是实现电网与用户能量流、信息流、业务流的灵活互动。为提出适合我国电力营销技术基础和机制,适应电能量友好交互、用户多元化服务需求等新形势的智能用电技术架构,从提炼信息互动、营销互动、电能量交互和用能互动等4类典型互动业务需求出发,提出了包括5层次的智能用电技术架构及对应实现过程,在此基础上重点探讨了高级量测系统及终端、智能用电互动化支撑平台、需求响应与用能管理以及通信信息技术等4项核心技术在架构中的功能定位。最后,根据近年来我国智能用电研究与实践工作的实际推进情况,提出了几点看法。     

双电源供电充电站的需求响应优化模型

双电源供电的充电站如何从空间和时间两个维度进行需求响应,关系到系统运行的安全性和经济性。为此提出了一种面向需求响应和可靠性提升的站内充电桩负荷智能切换的调控方法和需求响应优化控制模型。首先,分析了充电站桩的双电源供电模式和充电桩负荷智能切换的原理。其次,为改善双电源回路负载均衡度,建立了充电站的负载优化目标函数。然后,建立了考虑馈线转供潜力和充电站充电桩切换能力的充电站削峰潜力评估模型及其削峰任务的计算方法。提出计及各削峰时段任务完成情况的削峰补贴计算方法,以此作为充电站参与需求响应的优化目标,从而建立充电负荷智能切换策略的需求响应应用模型。最后,仿真算例证明所提方法能有效增强充电站的负荷调控能力,实现馈线削峰,为充电站参与需求响应获得更高利润提供了新的思路。     

大规模风电接入后智能电网调度技术支持系统适应性研究

从模型、算法、接口、策略等多个方面对大规模风电接入后智能电网调度技术支持系统适应性进行分析,重点论述风电场等值、短路电流计算、安全校核等应用功能。从电网模型与数据、控制策略、政策法规3个方面,探讨智能电网调度技术支持系统发展需求。     

自动需求响应的理论与实践综述

自动需求响应是智能电网的核心技术功能之一,但是对于自动需求响应及其在智能电网中的重要作用,国内外在学术研究、工业实践等方面都存在巨大的差距。自动需求响应不依赖于任何的人工操作,可以大大提高需求响应的时效性、可靠性、灵活性和成本效益。自动需求响应颠覆了传统的需求响应认识,将需求响应的主要功能从优化电能配置拓展到了向系统提供实时辅助服务,真正将需求响应纳入实时调度范畴,充分利用负荷的实时可调节潜力,极大地提高系统间歇性能源接入能力和安全稳定运行能力。文章还讨论了智能电网新技术对自动需求响应功能的支撑作标准及试点工程。最后,分析了国内实施自动需求响应存在的障碍,指出了我国开展自动需求响应的潜力和发展方向。     

智能楼宇型虚拟电厂参与电力系统调频辅助服务策略

在先进量测技术与调控终端的支持下,智能楼宇中的电动汽车与空调负荷等需求侧灵活资源具有良好的功率实时响应潜力,可通过聚合形成虚拟电厂进而参与系统调频辅助服务。为应对参与调频辅助服务时对用户需求的影响,本文提出智能楼宇型虚拟电厂的控制策略。首先分析了虚拟电厂的调频工作模式,并建立了智能楼宇型虚拟电厂的典型需求侧资源模型和虚拟储能模型。其次考虑调频信号与用户侧的不确定性,建立基于机会约束规划的日前优化调度模型。然后基于成本最优的原则,实现实时的功率分配。最后,通过仿真算例验证了本文提出的虚拟电厂调频策略的有效性和可行性,需求侧资源的联合调度能在保障用户需求的情况下提高虚拟电厂的收益。     

市场参与者接入智能电网的能量端口及其特点

在智能电网背景下,提出了需求侧动态能量管理的基本理念,使得电力用户能对实时电价等作出动态响应,从而可从根本上促进用户自觉按照市场杠杆调整自己的用电行为。重点研究和探索了市场参与者与电网之间的接入端口（定义为能量端口）的基本原理、要求和特点,并指出通过能量端口设备为实现智能电网的目标创造了条件。从能量端口的内涵出发,对其基本特征、技术难点、设计策略等进行了较详细的分析。     

智能电网中分布式无线通信系统的需求响应误差成本和能量效率分析

针对无线通信的能量效率和需求响应误差成本严重影响系统的运行成本，提出一种基于超密集组网结构的无线通信网络，在提升智能电网需求响应管理效率的同时，减少系统的运行成本。首先采用大规模天线的中心基站，保证智能电网需求响应的通信稳定性，然后通过低精度模数转换/数模转换(analog to digital conversions/digital to analog conversions, ADCs/DACs)提高通信系统的能量效率，同时中心基站采用全双工工作模式，进一步降低通信时延。仿真结果表明，在保障需求响应误差成本的前提下，低精度ADCs/DACs可以有效地提升通信网络的能量效率，以降低通信网络的运行成本。     

计及广义需求侧资源的用户侧自动响应机理与关键问题

自动需求响应是智能电网的关键技术之一,在广义需求侧资源接入的情况下,对用户侧如何实施自动需求响应提出了更高要求。首先,介绍了用户侧的智能用电单元的基本形态,分析了负荷、分布式电源、储能与电动汽车等需求侧资源的适用性;提出了"独立用户+节点型智能用电单元"与"集体用户+聚合型智能用电单元"两种用户自动需求响应运行模式,并给出了相应的电气与信息架构。其次,从系统架构设计、用户负荷特征及负荷预测、负荷可调控性及控制模型、优化模型与方法等多个方面综述了用户侧自动需求响应的国内外研究现状及发展动态。最后,总结分析认为用户侧短期负荷预测、负荷可调控性与可计划性模型、面向自动需求响应的优化运行、综合效益评估等是需要进一步研究的关键问题。     

智能电网下需求响应热点问题探讨

利用价格信号与激励机制的需求响应项目可以为智能电网及电力市场运行构建可靠、高效与稳健的反馈机制。随着电力市场改革的不断深入以及智能电网的兴起,已有多个国家建立了基于市场化运作的需求响应项目。建立了适应智能电网及电力市场发展的需求响应理论与应用体系。对智能电网下需求响应理论及其应用层面进行了探索性研究,重点针对需求响应相关的项目决策、风险管理等热点问题进行了探讨,从多角度阐述了需求响应在提高系统安全性、可靠性与经济性等方面的作用。结果表明,智能电网下的新型需求响应项目可以进一步提升用户响应能力,为保障系统安全经济运行提供更有效支撑。     

智能用电背景下考虑用户满意度的居民需求侧响应调控策略

需求侧响应(demand response,DR)资源是未来能源电力系统中重要的可调控资源。在能源互联网以及智能电网背景下,通过智能能量管理系统(smart energy management system,SEMS)合理地调控用户侧的需求侧响应资源,是实现供需双侧互动以及电力系统协同互联的重要手段。首先,基于SEMS系统架构,对用户用电设备进行分类建模,在考虑用户用电满意度的条件下,以用户用电成本以及系统负荷波动最小为目标,构建两阶段的用户需求侧响应资源调控策略模型;其次,通过分布式的需求侧响应资源调控机制对用户用电行为进行优化,最大程度上保护用户的用电信息隐私;最后,进行算例仿真,在实时电价条件下,分析上述需求侧响应调控策略对用户用电行为的影响,结果表明上述两阶段的需求侧资源调控模型能够进一步优化用户的用电行为。     

灵活互动的智能用电展望与思考

智能用电作为智能电网的重要环节,实现了电网和用户的灵活双向互动,给用电模式带来了巨大变化。文中旨在总结智能用电的关键内容,梳理智能用电的相关理论、技术和机制,分析智能用电的现状和趋势,探讨未来的研究方向,为推动智能用电发展提供借鉴和参考。首先从需求响应相关理论研究入手,研究需求侧资源的响应机理,探讨优化配置需求侧资源的途径;其次,分析智能用电灵活互动技术的实现,促进理论模型的工程应用;进而总结智能用电的商业运行模式,分析外部环境、政策配置、技术标准化等对智能用电的影响;最后讨论了智能用电在促进系统绿色运行和新技术融合等方面的延伸应用。     

基于多种群协同进化遗传算法的智能小区需求响应调度策略

针对包含多种用能资源的智能小区中需求响应调度问题,首先建立储能、光伏和电动汽车的优化模型,目标函数设置为系统和电网的交换电量和总运行费用最小。然后利用多种群协同进化遗传算法优化结果。最后,以某智能小区为例,利用MATLAB工具对负荷模型进行仿真分析,验证所建模型的正确性和可行性,结果表明所设计的策略提高了光伏消纳率,降低了小区的运行费用。