泛在物联的智能配用电系统优化运行
泛在物联的配用电系统是智能配电网与电力物联网深度融合形成的信息物理社会系统。分析泛在物联的配用电系统的参与主体及其信息、物理、社会属性,并从物理域、信息域和社会域三个层面探讨参与主体之间的交互影响,并提炼其运行特点,包括物理域中的节点、网络和功能的灵活性;信息域中的泛在感知的不确定性;计算模式的边缘化、开放交互的安全性,社会域中的角色可变性、效用个性化、商业模式多元化;在分析国内外研究动态的基础上,提炼其难点,包括复杂配用电系统的特征识别、社会行为建模与混合仿真、非完全信息的随机博弈框架与应用、融合社会属性的优化问题、边缘计算的调度策略与驱动机制、配用电终端物联网的交互安全机制等。在理论层面为信息、物理、社会系统的多学科交叉提供分析探讨,在应用层面为泛在电力物联网和智能电网的建设提供技术支持。
考虑可调市场和外部需求响应的虚拟电厂优化运行策略
虚拟电厂参与电网需求响应已成为新型电力系统削峰填谷的重要手段,提高虚拟电厂在电力市场的获益能力十分关键。为此,提出一种考虑可调市场和外部需求响应的虚拟电厂优化运行策略。首先,建立调节市场(regulating market,RM)和需求响应交换市场(demand response exchange market,DRXM)模型;其次,考虑外部需求响应(external demand response,EDR)灵活性,建立虚拟电厂参与日前和调节市场的运行决策框架。DRXM作为多个EDR供应商的聚合者,向虚拟电厂提供EDR服务,降低RM的不平衡惩罚,提高虚拟电厂经济性;然后,构建虚拟电厂双层优化运行模型,上层虚拟电厂通过参与DRXM降低RM惩罚,实现利润最大化,下层配电系统运营商通过清除日前和调节市场偏差,实现运行成本最小化,采用KKT条件将优化模型转化为单层问题求解;最后,以改进IEEE 33节点配电网系统进行算例分析,验证了所提策略对虚拟电厂获益能力提升的有效性。
基于改进分析目标级联法的交直流混联配电网分布式优化运行
交直流混联的配电方式是未来配电网的一种重要发展方向,为克服其中各子系统分属不同利益主体而带来的功率信息传递的限制,提出了一种基于改进分析目标级联法的交直流混联配电网分布式优化运行方法。首先,针对交直流混联配电网的直流、换流站和交流区域,分别建立包含自身区域运行优化与区域间交互功率运行优化的模型;其次,采用分布式优化的思想,将交互功率作为共享变量,对模型目标函数进行解耦,并在传统的分析目标级联法中引入一个平衡系数,来解决因惩罚乘数初值选择不当,子系统函数项与惩罚项权重不平衡情况下算法性能不好的问题,在一致性约束下迭代求解分布式模型;最后,通过算例仿真,进行模型的有效性、改进算法性能以及分布式模型通用性的验证。
基于点对点交易与储能循环寿命约束的多微网综合能源系统能量共享优化
多个园区微网综合能源系统接入同一配电区域形成多微网综合能源系统,当多微网之间存在能量交互时,多微网之间的利益交互关系给多微网综合能源系统的运行和规划带来了挑战。文章提出一种基于P2P交易和储能寿命循环的多微网综合能源系统分布式低碳优化运行策略。首先,综合考虑多微网综合能源系统中储能的寿命问题与各微网信息交互的因素,构建多微网综合能源系统的运行模型。其次,基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)和纳什判断先后对微网联盟运行成本最小和多微网支付效益最大化这2个子问题进行求解。最后,通过算例对比证明了所提方法在提升个体效益和社会效益上具有一定的经济性。
基于数据驱动知识显式嵌入的配电网最优需求响应策略
充分挖掘多元需求侧资源的灵活性,对于提升分布式新能源广泛接入背景下的新型配电网运行可靠性和经济性具有重要意义。然而,目前关于需求响应策略的解析化方法大多基于较为理想的用户行为观测和参数假设,纯数据驱动方法难以兼顾电网侧运行的复杂约束,策略的可用性存疑。为此,文章提出基于数据驱动知识显式嵌入的需求响应策略,首先,考虑到需求侧资源灵活性的强时段耦合特性,提出需求侧资源动态模型,定量分析需求侧灵活性资源的响应特性;其次,提出数据驱动知识的显式解析方法,将需求侧灵活性描述为混合整数线性模型并嵌入至配电网优化运行模型中,实现灵活实用的新型配电网供需交互与协调运行。最后,通过仿真算例验证所提方法兼具解析模型和数据驱动方法的优势,为不完全信息观测条件下源网荷协调运行提供较为实用化的解决方案。
综合能源仿真与测试平台
综合能源仿真与测试平台是中国电力科学研究院有限公司开发的面向综合能源系统仿真与硬件测试服务的平台系统,该平台面向园区、工业企业、建筑楼宇等用能场景,提供集物理模拟、数字仿真、实物验证于一体的在线闭环仿真能力。为综合能源系统的规划设计、优化运行、智慧运维、辅助服务、技术装备研发等提供全过程仿真能力支撑。适用于新建或改造综合能源服务项目详细设计,以及科技项目研究,有力支撑综合能源服务。