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主动配电网能量管理与分布式资源集群控制

电力系统自动化 2020年第9期44卷 111-118页

作者：吴文传张伯明孙宏斌王彬杨越刘昊天蔺晨晖王思远电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学清华大学电机工程与应用电子技术系

大量分布式资源并网运行的主动配电网,若采用传统集中式的调控决策体系,面临控制敏捷性、系统可靠性、海量通信和信息隐私等问题。文中设计了"集群自律-群间协调-输配协同"的主动配电网能量管理与运行调控的体系结构,并开发了相应的系... 详细信息

大量分布式资源并网运行的主动配电网,若采用传统集中式的调控决策体系,面临控制敏捷性、系统可靠性、海量通信和信息隐私等问题。文中设计了"集群自律-群间协调-输配协同"的主动配电网能量管理与运行调控的体系结构,并开发了相应的系统。然后,重点介绍了这种集群控制、多级协调的调控体系特点和关键技术:①主动配电网网络分析技术;②分布式集群调控技术;③考虑不确定性的配电网有功和无功协调优化技术;④输配电网分布式协调调度技术。最后,简要介绍了该系统在高比例分布式可再生能源配电网的应用效果,并对后续的研究方向进行了展望。

关键词：主动配电网分布式资源能量管理集群控制分布式优化

含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究评述及展望

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电力系统自动化 2021年第22期45卷 191-207页

作者：程林万宇翔齐宁田立亭电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平... 详细信息

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平抑。文中针对含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究展开了深入分析与总结,综述归纳了现有配用电系统运行可靠性评估与提升技术两方面的研究新进展,分析了运行可靠性研究的发展趋势,提炼了现代配用电系统运行可靠性的研究内涵及主要研究路线。针对配用电系统中典型的新设备、新负荷、新形态以及支撑平台等关键技术进行了阐述总结,给出了有待进一步研究的思路方向,以期使运行可靠性评估与提升契合当前发展特点。

关键词：配用电系统运行可靠性评估可靠性提升分布式资源可再生能源发电

考虑分布式资源交易的气电综合能源配网系统出清模型

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电力系统自动化 2024年第14期48卷 52-60页

作者：翁毅选马伟哲黄福全林子钊刘学何宇俊张德亮深圳供电局有限公司广东省深圳市518020 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市100084 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 北京清大科越股份有限公司北京市100084

随着分布式能源设备大量接入配电网并逐步参与分布式交易,配电网运行向着分布式、互动化的方向发展而呈现出更灵活多变的趋势。近年来,综合能源系统快速发展,配网层面电力系统和天然气系统耦合程度日益加深,独立运行模式已无法满足边界... 详细信息

随着分布式能源设备大量接入配电网并逐步参与分布式交易,配电网运行向着分布式、互动化的方向发展而呈现出更灵活多变的趋势。近年来,综合能源系统快速发展,配网层面电力系统和天然气系统耦合程度日益加深,独立运行模式已无法满足边界匹配要求。文中设计了考虑分布式资源参与的配电网集中交易市场模式,对分布式光伏、分布式储能、电动汽车等建立了交易模型。进而,构建了考虑分布式资源交易的气电综合能源配网系统联合出清模型,采用二阶锥松弛法及泰勒级数展开对配电网潮流约束和配气网潮流约束进行线性化处理,通过配电网节点电价和配气网分时气价反映气电联合系统价格信号。最后,基于改进的气电联合系统对文中所提市场机制模型的有效性进行了验证。

关键词：配电网电力市场气电联合系统机制设计出清模型分布式资源

面向城市能源系统分布式资源的边缘智能技术综述

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电力系统自动化 2022年第17期46卷 142-152页

作者：陈永东刘友波沈晓东许立雄刘进李利娟四川大学电气工程学院四川省成都市610044 华电(宁夏)能源有限公司宁夏回族自治区银川市750004 湘潭大学自动化与电子信息学院湖南省湘潭市411105

在新一代通信、人工智能、超算等技术的驱动和深度助推下,城市能源系统数字化和智能化程度不断加深,但如何充分发挥其技术价值仍需探索。针对传统运行调控技术方法难点和痛点,围绕面向城市能源系统分布式资源的边缘智能技术,阐述了城市... 详细信息

在新一代通信、人工智能、超算等技术的驱动和深度助推下,城市能源系统数字化和智能化程度不断加深,但如何充分发挥其技术价值仍需探索。针对传统运行调控技术方法难点和痛点,围绕面向城市能源系统分布式资源的边缘智能技术,阐述了城市能源系统边缘智能背景、意义和发展,提出了城市能源系统边缘智能理念及其体系架构,探讨了其关键支撑技术,总结分析了其在城市能源系统场景中的具体应用,并对其在通信模式、安全隐私、智能算法、云-边协同、机制设计和业务场景等方面进行了展望。

关键词：城市能源系统分布式资源边缘智能模型驱动数据驱动

配电网多类型分布式资源辅助主网关键节点黑启动方案与实时调度策略

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电网技术 2023年第11期47卷 4416-4427页

作者：刘方张浩杨秀崔勇徐耀杰上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 国网上海市电力公司电力调度控制中心上海市浦东新区200122

随着高比例分布式资源不断接入配电网,充分利用多类型分布式资源的黑启动价值,使配电网系统向上支撑主网关键节点快速恢复成为可能。对此,提出了配电网多类型分布式资源辅助主网关键节点黑启动方案与实时调度策略。首先,分析配电网系统... 详细信息

随着高比例分布式资源不断接入配电网,充分利用多类型分布式资源的黑启动价值,使配电网系统向上支撑主网关键节点快速恢复成为可能。对此,提出了配电网多类型分布式资源辅助主网关键节点黑启动方案与实时调度策略。首先,分析配电网系统支撑主网关键节点黑启动的优势及其可行性。然后,针对节点启动顺序与恢复路径互为驱动、相互支撑特征,以最大配电网系统可用发电容量、最小配电网内重要负荷损失量和最小恢复路径权值为目标建立主网关键节点与配电网内重要负荷协同恢复的优化模型,并采用遗传算法与弗洛伊德算法相结合的方法求解,提出一种基于滚动优化模型的黑启动实时调度策略,以确保主网关键节点处电源在最短时间内安全稳定恢复。最后,以某地区35节点主配网分区系统为例开展仿真分析,结果表明,所提模型和方法显著降低了主网电源节点恢复时间,有效提升电网韧性和分布式资源利用效率。

关键词：主网关键节点黑启动分布式资源滚动优化

计及分布式资源调节特性差异的虚拟电厂响应策略

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电力系统自动化 2022年第18期46卷 108-117页

作者：潘明杰解大王西田上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

虚拟电厂通过对分布式资源的聚合与调控实现不同形式电能的协同优化运行,同时作为一种潜在的频率调节资源,能够较大程度地提升电力系统的灵活性。文中以分布式资源异构形成的虚拟电厂参与电力系统频率调节为应用背景,考虑不同类型资源... 详细信息

虚拟电厂通过对分布式资源的聚合与调控实现不同形式电能的协同优化运行,同时作为一种潜在的频率调节资源,能够较大程度地提升电力系统的灵活性。文中以分布式资源异构形成的虚拟电厂参与电力系统频率调节为应用背景,考虑不同类型资源的调节特性差异,设计了虚拟电厂有功功率-频率调节模式,研究并提出了分布式资源动态组合的虚拟电厂响应策略。首先,将构成虚拟电厂的分布式资源划分为正电源、负电源和储能电源3类,基于下垂特性分别建立其有功功率-频率调节模型,并考虑资源异构方式推导出虚拟电厂的综合频率调节特性。其次,根据采样得到的分布式资源实时运行状态,构建虚拟电厂的状态空间与状态轨迹,提出资源动态聚合的虚拟电厂功率响应模式与响应效果预测模型。最后,选取某35 kV变电站台区作为仿真算例,验证了典型日不同时段下虚拟电厂的响应效果,并分析了影响虚拟电厂调节能力的关键因素。

关键词：分布式资源虚拟电厂下垂特性频率调节动态聚合响应策略

基于节点碳势的配电网分布式资源低碳调度策略

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高电压技术 2023年第6期49卷 2318-2328页

作者：宋泽淏冯华陈晓刚章寒冰占震滨许银亮清华大学清华大学深圳国际研究生院清华伯克利深圳学院北京100084 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司丽水323000 国网浙江省电力有限公司杭州310007 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310007

双碳目标的提出加快了新型电力系统建设进程,随着大规模的可再生能源和分布式资源接入电力系统,如何有效利用这些多元化资源的灵活性来配合电力系统调度降低系统运行的总碳排放量成为亟须解决的关键技术难题。因此,研究了基于节点碳势... 详细信息

双碳目标的提出加快了新型电力系统建设进程,随着大规模的可再生能源和分布式资源接入电力系统,如何有效利用这些多元化资源的灵活性来配合电力系统调度降低系统运行的总碳排放量成为亟须解决的关键技术难题。因此,研究了基于节点碳势的配电网分布式资源低碳调度策略,该方法能够兼顾电网运行的经济性和低碳性优化系统调度策略,从而降低系统总碳排放量。首先基于碳排放流理论对配电网进行碳势分析,然后以系统碳势为依据调整系统的购电及发电计划,并引导分布式资源优化调整自身用能方案。为保障配电网的安全稳定运行,所研究方法将电网安全运行约束考虑在内,通过仿真算例的对比分析说明了所提出策略可以提升可再生能源消纳率、降低配电网网线路损耗、减少配电网总碳排放量以及总运行成本。

关键词：双碳目标新型电力系统分布式资源可再生能源低碳调度碳排放流理论

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新型配电系统分布式资源调度研究现状与展望

电网技术 2024年第3期48卷 933-948页

作者：潘美琪贺兴艾芊唐跃中上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海市闵行区200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分... 详细信息

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分层分区后如何协同两个方面,分别论述分布式资源(distributed energy resource,DER)聚合方法和不同层级、不同区域、不同能源间的协同调度方法;针对优化调度问题,基于系统态势感知和外界风险感知把握全局内外因素进而优化调度;针对调度求解问题,梳理分布式优化求解方法;最后基于数字孪生展望未来调度智能化发展方向,为调度智能化升级提供参考。

关键词：新型配电系统分布式资源优化调度智能调度

基于奇诺多面体的虚拟电厂分布式资源广域聚合调控方法

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电力系统自动化 2024年第18期48卷 139-148页

作者：徐天韵陈涛张鑫袁浩严春华张豪东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 R&D Nester Centro de Investigação em Energia REN—State GridS.A.里斯本葡萄牙中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

由于分布式资源在配电网侧的普及,其巨大的灵活性潜力挖掘变得愈发重要。首先,选取空调负荷、储能设备、柴油发电机作为典型资源,建立了具体资源的动态电气模型,并刻画其可行域空间。然后,以奇诺多面体(Zonotope)为基础,提出一种面向广... 详细信息

由于分布式资源在配电网侧的普及,其巨大的灵活性潜力挖掘变得愈发重要。首先,选取空调负荷、储能设备、柴油发电机作为典型资源,建立了具体资源的动态电气模型,并刻画其可行域空间。然后,以奇诺多面体(Zonotope)为基础,提出一种面向广域分布式资源的高效聚合方法。在此基础上,针对Zonotope的特殊数学形式,提出Zonotope与半空间形式多面体的数学形式精确转换方法,并通过此方法将具体分布式资源的聚合集群应用于虚拟电厂(VPP)场景下的优化调控。通过算例分析验证了该聚合方法的有效性,并与其他聚合方法对比分析了该方法在精确性上的优势。最后,结合算例结果分析了资源集群聚合后的调控方法在经济性和计算效率方面的成效。

关键词：资源聚合虚拟电厂优化调控分布式资源奇诺多面体闵可夫斯基求和