负荷响应

深度探索用户负荷可调节潜力是国家电力市场精细化发展的迫切需求。为有效感知电力用户负荷综合响应潜力，提出一种模糊粗糙环境下的混合评估模型。首先，从经济性、用户特性、负荷特性、信息特性等4个维度构建负荷响应潜力指标体系；其次，充分考虑评估中个体判断的模糊性和群体偏好的多样性，采用模糊粗糙数对个体语义评估信息进行处理和集结；然后，将模糊粗糙熵权法和逐步加权评估比率分析法（step-wise weight assessment ratio analysis，SWARA）相结合确定指标综合权重，并采用基于模糊粗糙数的改进多属性边界逼近区域比较法（multi-attributive border approximation area comparison，MABAC）计算电力用户针对属性函数的负荷响应潜力综合评估值，从而获取潜力排序结果；最后，以多个行业的电力用户负荷综合响应潜力评估为例，验证所提模型的有效性。

在未来高比例新能源渗透下，供需平衡不确定性逐步增加，需求响应是通过挖掘用户侧灵活性资源保障系统电力电量平衡的重要手段。在电力部门进行需求响应工作时，需要使用历史数据来初步评估负荷响应潜力，以便选择潜力高的用户并展开动员工作。面向表征工业用户用能特点的负荷台阶，对其进行了定义并给出了数学表达，进而提出了基于负荷台阶的工业需求响应用户优选方法。首先，构建了基于负荷台阶的工业用户多时间尺度需求响应潜力指标体系；然后，构建了需求响应用户优选模型，实现对不同用户响应潜力的初评估，并利用k-means算法和近邻传播算法进行群体划分，在不同时间尺度对用户进行优选；最后，基于水泥、造纸等4个行业的多个工业用户实际负荷数据进行算例分析，呈现了所提方法下工业需求响应的用户优选结果。

随着大量柔性负荷以及分布式电源的接入，配电网运行可靠性受到多重不确定因素影响。提出了一种考虑柔性负荷响应策略的有源配电网可靠性分析方法。首先，采用伊藤随机过程描述分布式电源出力的时序不确定性。其次，根据柔性负荷特性以及基于一阶随机占优理论的转供容量约束提出柔性负荷滚动响应策略。最后，采用马尔科夫蒙特卡洛法对改进的RTBS6系统进行可靠性分析。算例分析了不同柔性负荷响应策略以及分布式电源接入容量对柔性负荷的出力以及可靠性的影响，为柔性负荷响应提供借鉴。

针对用电负荷时空聚集与新能源出力尖峰导致的配电网双向阻塞问题，鉴于市场环境下温控型负荷的响应潜力和移动式储能技术的时空灵活性，提出一种综合考虑市场机制与移动式储能的有源配电网日前–日内2阶段阻塞管理方法。首先，构建考虑温控型负荷响应特性的电力市场分层架构与交易机制，通过调整温控型负荷用电功率来实现配电网阻塞的日前管理；然后，考虑负荷响应不确定性及日前新能源发电功率预测误差，引入可适应配电网阻塞情况时空变化的移动式储能，搭建基于市场机制与移动式储能的日前–日内阻塞管理框架，在确保系统阻塞得以消除的同时兼顾经济性。算例结果表明所提方法可有效解决有源配电网阻塞问题，降低配电系统运营商阻塞管理成本。

充分利用灵活性资源的调节作用能够优化电网的可用输电能力(available transfer capability, ATC)，提高系统运行的安全性和经济性，因此提出一种计及源荷储多调节资源的两阶段随机动态ATC优化方法。首先，采用动态场景分析法对新能源出力不确定性建模，建立激励型需求响应模型和基于放电深度的储能等效循环寿命成本模型。其次，第一阶段构建日前两阶段源荷储随机优化经济调度模型，以优化结果作为基态，建立日前随机动态ATC计算模型以确定阻塞时段。然后，第二阶段构建日前随机动态ATC双层优化模型，上层以阻塞时段的ATC最大为目标，下层以基态运行成本最小为目标，上层确定储能和负荷响应情况与下层基态机组出力情况相互交互，采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将下层模型转化以实现双层模型的求解。算例分析表明，通过优化源荷储运行方式能够在提升ATC的同时兼顾系统运行的经济性。

2016年以来，随着北方城市环境质量恶化，政府对用煤主要行业实行去产能政策，以减少燃煤消耗。同时，风电、太阳能等新能源以年平均30%以上的速度增长，在整体经济增长放缓的情况下对火力发电企业发电量形成极大的挤压。火力发电机组必须从自身做起，提升机组负荷响应能力，提高面向客户的服务质量和服务能力，才能在电量市场竞争中立于不败之地。 国能陕西宝鸡第二发电有限公司4*300MW机组亚临界纯凝水冷机组投产于2000年前后，2*660MW超临界空冷机组投产于2013年前后，在设备先进性和自控系统先进性等方面存在相对不足，必须立足实际、在立足成本控制的基础上用好新技术，才能实现企业效益最大化。本项目以公司自身技术能力为支撑，辅以必要的费用、人力支持，实现机组负荷响应能力明显提升的目标，在实际应用中取得了较好的应用效果。

近年随着北京市电网用电负荷不断的增长，北京作为特大城市也伴随产生了昼夜间用电负荷峰谷差极大的问题。并且华北电网夜间还要进行新能源风电负荷的消纳，这就更加加重了昼夜间负荷的峰谷差。燃气联合循环机组由于有着启停灵活、负荷响应速度快的优点，承担起了配合电网进行启停调峰，平衡电网昼夜负荷峰谷差的任务。目前国内外联合循环机组多为“一拖一”形式，机组进行启停调峰时只需将整套机组停运即可，无需进行“二拖一”与“一拖一”方式转换。而“二拖一”燃气联合循环机组进行启停调峰时，需进行状态转换。但随着近些年联合循环发电技术的不断进步，状态转换已可全自动完成，耗时在1h内，操作的灵活性、安全性极高，可快速有效的配合电网承担启停调峰任务。 当进入冬季供热期后，联合循环机组由于担负城市供暖的任务，为了保证城市供暖，机组维持基本供热负荷不参与启停调峰任务。因此，当机组冬季供热处于抽凝或背压工况运行时，“二拖一” 机组再进行启停调峰。目前国内外并没有成熟的技术和行业内的其他经验。 目前冬季供热季仍采用原纯凝工况的启停调峰方案: 为防止并退汽过程中热网及汽机跳闸，机组先由背压切为抽凝，再切至纯凝状态后进行机组启停和并、退汽操作，整体需要耗时约6h左右。而且在此期间，机组已基本停止对外供热，对北京市城市供热主管网的影响较大。并且燃机启停调峰操作的灵活性和安全性也较差，无法实现配合电网快速进行启停调峰消纳清洁能源的任务。 因此，针对目前华北电网的调峰需求，以及冬季保供热的民生要求，就迫切的需要开发出一套“二拖一"联合循环机组的供热方式下灵活启停调峰技术，以满足调峰和保证供热要求。

本项目属于火电厂热工测量与控制领域。 本项目选取典型机组进行燃机机组的特性与控制系统研究，并针对电网调度特点与考核要求优化设计其一次调频、AGC 控制策略；选取典型机组对其控制系统软、硬件进行研究，设计与其控制系统相适应的一次调频在线监视系统的实施方案并加以应用；选取多台燃机进行 AGC、一次调频测试，研究其负荷调节特性，结合政府要求与行业规范，比较燃煤机组的调节特性，研究适合于燃机的考核标准。本项目将广义预测控制算法策略引入燃气蒸汽联合循环机组负荷控制系统使机组实发功率能够尽快地跟踪 AGC 指令。将燃气机组的一次调频指令经过模糊智能计算直接叠加于燃气轮机燃料阀开度之上，解决了传统的一次调频控制带来的燃气轮机组负荷响应时间长、跟踪精确度差、易于振荡的技术问题。采用快速积分控制技术控制 9E 型燃气轮机的负荷变化，配合合理的负荷调节死区，能够有效地弥补上述的缺陷。设计一套新型的联合循环机组的一次调频测试系统，在调度端实现了对 9E 型燃气机组的在线监测功能。 项目获发明专利一项，项目研究阶段，研究成果在华电吴江热电有限公司、华能金陵燃机发电有限公司燃气机组上成功实施，项目完成后推广至全省所有 9E 型燃气机组。目前全省该类型燃机机组的一次调频、AGC、一次调频在线监测系统全部投用，各项运行指标均满足考核要求。项目提出的针对燃气机组的考核推荐指标，已被《江苏电网统调发电机组运行考核办法》（苏经信电力[2016]855 号）采用。后续应用可逐步并推广至 9F 型及 6E 型燃气机组。

9月14日，上海市人民政府发布《上海市加快推进绿色低碳转型行动方案（2024—2027年）》（以下简称《方案》）的通知。 《方案》指出，加快新型储能规模化应用、需求侧响应及V2G技术发展，开展虚拟电厂建设和区域源网荷储一体化示范，到2025年，需求侧尖峰负荷响应能力不低于5%。

协调控制系统增加了超弛保压、变参数控制等；通过调节系统优化克服了制粉系统干燥出力不足引起升降负荷大幅度甩汽温和超温问题：通过调节系统优化解决了煤种掺烧引起机组主要参数偏差大问题；1000MW机组锅炉金属壁温控制实现了自动控制。调节系统控制逻辑进行优化后，根本解决了由于锅炉两侧存在热偏差、燃烧煤种偏离设计煤种、磨煤机启动/停止、掺烧煤、吹灰、加减负荷等机组工况造成主汽压力、主汽汽温、再热汽温波动大到很难控制的困难，并将长期摸索出来的调整策略加以固化，使两台机组的主、再热蒸汽温度在额定值“压红线”运行，主汽压力基本额定值运行。通过调节系统优化工作，解决了机组由于煤种掺烧偏离设计煤种引起调节系统不满足要求的问题，主汽压力、主汽温度波动大问题，两个细则相关要求不满足问题，调节系统参数设置不合适等问题，提高了机组负荷响应能力及机组调频能力，整体提高了机组的经济性和安全性。同时由于机组实现了金属壁温自动控制，提高了机组可靠性，降低了运行人员劳动强度。该套调节系统优化方案在1000MW机组效果显著，可以在行业内推广，可以提高机组可靠性和经济性。