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新能源为主体电力系统的需求侧资源利用关键技术及展望

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电力系统自动化 2021年第16期45卷 37-48页

作者：王彩霞时智勇梁志峰李钦淼洪博文黄碧斌蒋莉萍国网能源研究院有限公司北京市102209 国家电网有限公司北京市100032

能源转型背景下的电力清洁低碳化将推动传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统发展。新型电力系统中的电力供应保障和安全稳定运行能力将受到高比例新能源的极大挑战,传统电力系统运行模式下单靠电源侧资源已无法满足安全稳定且... 详细信息

能源转型背景下的电力清洁低碳化将推动传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统发展。新型电力系统中的电力供应保障和安全稳定运行能力将受到高比例新能源的极大挑战,传统电力系统运行模式下单靠电源侧资源已无法满足安全稳定且经济高效的电力供应要求,必须充分挖掘需求侧资源的潜力,由"源随荷动"向"源荷互动"转变。文中首先阐述了新型电力系统面临的电力安全可靠经济供应新形势,其次研究分析了国内外需求侧资源利用实践,在此基础上,提出了面向新型电力系统的需求侧资源利用关键技术,并从资源开发重点、运行管理、市场机制、政策措施、商业模式5个方面对中国新型电力系统需求侧资源利用进行了展望。

关键词：新能源新型电力系统需求侧资源需求响应电力供应

考虑碳排放权分配及需求侧资源的安全约束机组组合问题研究

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电网技术 2016年第11期40卷 3355-3361页

作者：王澹蒋传文李磊赵岩电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 国网上海市电力公司电力交易中心上海市浦东新区200122

当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电... 详细信息

当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电力市场改革不断深入,多种需求侧资源参与电力市场成为可能。建立了综合考虑碳排放权分配和需求侧资源的SCUC模型,通过虚拟电厂整合需求侧资源,研究了需求响应、分布式发电以及储能3种典型需求侧资源的加入对机组组合结果中系统总成本降低和总碳排放量减少的作用,分析了需求侧资源响应对系统机组组合的影响,最后讨论了分配方案和排放权价格对系统总碳排放量的影响。

关键词：碳排放权分配需求侧资源安全约束机组组合

基于虚拟储能聚合建模的需求侧资源随机动态优化方法

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电力信息与通信技术 2023年第5期21卷 17-24页

作者：陈镇煌潘振宁毛文博余涛华南理工大学电力学院广东省广州市510640 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

随着高比例分布式新能源的接入,配电网运行的随机性不断增大,充分挖掘需求侧资源的灵活可调特性,对于改善电网运行的安全性和经济性意义重大。文章首先提出一种基于虚拟储能模型的需求侧资源优化运行架构,将需求侧资源的随机动态优化问... 详细信息

随着高比例分布式新能源的接入,配电网运行的随机性不断增大,充分挖掘需求侧资源的灵活可调特性,对于改善电网运行的安全性和经济性意义重大。文章首先提出一种基于虚拟储能模型的需求侧资源优化运行架构,将需求侧资源的随机动态优化问题建模成一个多时段随机序贯决策问题,进而提出一种随机动态规划方法进行求解。所提方法通过构造值函数避免进行期望值的计算,并采用数据驱动的方法对值函数进行训练,得到收敛的近似值函数,将其投入在线运行可得到需求侧资源的优化调度决策,从而避免了系统的多重不确定性因素。通过仿真算例验证该方法可避免电价、电动汽车等数据预测误差的影响,在计算效率、计算精度以及面对多重不确定性因素决策方面具有优越性。

关键词：虚拟储能需求侧资源配电网经济调度随机动态规划

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湖北电网需求侧资源利用实践与分析

湖北电力 2022年第5期46卷 13-18页

作者：邓桂平毕伟吴锋艳吴海涛国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077 国网湖北省电力有限公司物资公司(国网湖北招标有限公司) 湖北武汉430010 国网湖北省电力有限公司武汉公司湖北武汉430010

随着湖北电网新能源发电占比不断提高和负荷“尖峰化”趋势加强,亟需充分挖掘利用需求侧资源潜力,推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变。在分析湖北电网2022年迎峰度夏负荷资源结构特点、需求响应典型实践情况基础上,从资源... 详细信息

随着湖北电网新能源发电占比不断提高和负荷“尖峰化”趋势加强,亟需充分挖掘利用需求侧资源潜力,推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变。在分析湖北电网2022年迎峰度夏负荷资源结构特点、需求响应典型实践情况基础上,从资源利用方式、资源库建设、系统支撑能力和技术支撑水平4个方面提出了当前湖北电网需求侧资源利用的主要问题及下一步技术措施。

关键词：新型电力系统湖北电网需求侧资源需求响应负荷资源库负荷管理系统

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计及需求侧资源和碳捕集的电网低碳经济调度

电工技术 2023年第16期 78-82页

作者：王玉梅周永鑫张继钦河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000

在碳交易环境下,提出一种计及需求侧资源中电动汽车、需求响应与碳捕集设备联合调度运行模型。首先分析需求侧资源、碳捕集设备、碳交易机制、碳排放配额调度实现机制;其次,以常规机组发电、碳捕集机组发电、需求侧资源调度、弃风成本... 详细信息

在碳交易环境下,提出一种计及需求侧资源中电动汽车、需求响应与碳捕集设备联合调度运行模型。首先分析需求侧资源、碳捕集设备、碳交易机制、碳排放配额调度实现机制;其次,以常规机组发电、碳捕集机组发电、需求侧资源调度、弃风成本、碳交易综合成本最优为目标,构建低碳经济调度模型;最后,在IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果证明所提调度方法有效,能够降低CO 2排放量并改善电网综合成本。

关键词：需求侧资源碳捕集电动汽车需求响应低碳化

基于生产模拟和分行业产值单耗的电力需求侧资源价值计算方法

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电力需求侧管理 2023年第3期25卷 41-46页

作者：郑海峰贾跃龙姚力刘小聪国网能源研究院有限公司北京102209

在加快绿色低碳能源转型背景下,开发利用电力需求侧资源在保障电力安全供应、促进新型电力系统建设、助力实现“双碳”目标等方面的作用将发挥愈加重要的作用,目前尚未有系统的定量测算其巨大价值的方法,使电力系统规划阶段难以充分考... 详细信息

在加快绿色低碳能源转型背景下,开发利用电力需求侧资源在保障电力安全供应、促进新型电力系统建设、助力实现“双碳”目标等方面的作用将发挥愈加重要的作用,目前尚未有系统的定量测算其巨大价值的方法,使电力系统规划阶段难以充分考虑需求侧资源。对此提出了基于生产模拟和分行业产值单耗的电力需求侧资源价值计算方法,对需求侧资源在电源侧、电网侧、用户侧的价值进行定量计算,并采用该方法对2025年、2030年国家电网经营范围内的需求侧资源价值进行了测算,分析了相应经济性。其中,至2025年可增加新能源装机800万kW,减小最大峰谷差率约4.6%,减少用户成本400亿元,减少储能总投资600亿元,减少二氧化碳排放8亿t,相较新建电厂年均收益达287亿元。

关键词：生产模拟需求侧资源价值计算产值单耗

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考虑灵活性收益的需求侧资源可行域聚合方法

中国电力 2022年第9期55卷 56-63,155页

作者：周海浪刘一畔陈雨果王子石瞿圣朋何凯包诗媛国网重庆市电力公司营销服务中心重庆400023 北京清能互联科技有限公司北京100084

为实现需求侧灵活性资源的高效协同调控,一般将其以聚合体的形式参与电力市场。灵活性资源聚合问题的数学本质是求取若干资源运行可行域的闵科沃夫斯基和,该问题的计算负担随聚合对象的维度和数量增加呈指数增长趋势。考虑灵活性在不同... 详细信息

为实现需求侧灵活性资源的高效协同调控,一般将其以聚合体的形式参与电力市场。灵活性资源聚合问题的数学本质是求取若干资源运行可行域的闵科沃夫斯基和,该问题的计算负担随聚合对象的维度和数量增加呈指数增长趋势。考虑灵活性在不同时段的收益差异,利用奇诺多面体表征参数的特殊性质实现可行域快速聚合。首先,建立灵活性资源可行域在奇诺多面体表征形式下的近似模型,相较现有模型保留爬坡特性对可行域边界特征的影响;然后,引入随机搜索方法,提升可行域近似模型的求解效率;最后,考虑灵活性资源出力在不同时段的收益差异,提出可行域近似模型的优化目标权重修正策略。基于真实电价数据及储能模型验证了所提方法的有效性。

关键词：电力市场需求侧资源可行域聚合灵活性收益奇诺多面体

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需求侧资源聚合运行特性及其不确定性研究

需求侧资源聚合运行特性及其不确定性研究

作者：汪聪慧北京交通大学

学位级别：硕士

在“双碳”目标下,需求响应成为电力系统中十分重要的技术手段。由于生活水平的不断提高和产业结构的调整,电力负荷的峰谷差不断增大,若采用发电侧调节满足用电需求,电网不得不留有一定量的冗余发电能力,必定会造成资源浪费。而电力总... 详细信息

在“双碳”目标下,需求响应成为电力系统中十分重要的技术手段。由于生活水平的不断提高和产业结构的调整,电力负荷的峰谷差不断增大,若采用发电侧调节满足用电需求,电网不得不留有一定量的冗余发电能力,必定会造成资源浪费。而电力总负荷增长的同时,柔性负荷所占比例逐年递增,可以利用需求侧响应来调节供需平衡,然而需求响应过程中的不确定性不可避免,若忽略不确定性影响会使电网运行存在风险。本文对需求侧资源聚合运行特性及其不确定性进行研究,为电网对需求侧资源的管理和利用提供了依据,主要工作如下:首先,考虑需求侧资源具有种类繁多、数量庞大、特性各异等特点,将本文研究的需求侧资源分为温控负荷、电动汽车以及其他可削减负荷。研究了各类负荷的建模基础,对典型负荷的特性进行分析并建立其含随机因素的聚合模型,在各类可控负荷特性模型的基础上,研究评估各类负荷调控潜力的方法。其次,由于各个负荷的调控潜力会受到用户行为和外界因素的影响而具有强不确定性。考虑各负荷参与响应时的多重不确定因素,分析各负荷聚合体提供响应容量的动态过程。基于给定的负荷基线,采用蒙特卡洛方法来全面模拟多个随机因素影响下的动态聚合功率,建立各类负荷聚合响应容量的多状态模型,采用响应容量波动的标准差为依据来进行响应容量状态的划分,得到每时段响应容量的状态及其对应的概率。对于接于配网同一位置上的资源,考虑资源间的相互作用,对同时刻各个资源的响应容量概率分布序列进行卷和运算,得到多类型资源的聚合响应容量多状态模型。最后,基于各负荷的响应不确定性,分析可控负荷参与需求响应对电力系统运行品质的影响。在CIGRE算例中进行仿真,基于响应容量多状态模型,通过加权的方法计算可控负荷响应前后的节点失负荷概率和电量不足期望,以此来评估电网的可靠性改善情况;计算响应前后各节点的电压偏差和系统电压偏差水平,以此来评估电网电能质量的改善情况,仿真结果表明需求响应能够明显改善电网的运行品质。此外,搭建各可控资源聚合运行结果的展示平台,使用户可以对各类资源的接入配网位置及聚合体规模直接进行设置,采用MATLAB GUI功能将其封装成可以与用户进行信息交互的简单直观、易拓展、效率高的图形界面。

关键词：需求侧资源聚合需求响应不确定性响应容量多状态

需求侧资源与共享储能协同消纳清洁能源交易机制研究

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需求侧资源与共享储能协同消纳清洁能源交易机制研究

作者：赵宁宁华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

走可持续绿色发展之路是世界各国的共识,发展清洁能源是实现这一目的的重要举措。世界范围内的清洁能源装机量、发电量、消纳量呈现井喷式增长,为节能减排、气候环境改善带来了明显效果。这得益于清洁能源政策的积极推动,但仅靠政策扶... 详细信息

走可持续绿色发展之路是世界各国的共识,发展清洁能源是实现这一目的的重要举措。世界范围内的清洁能源装机量、发电量、消纳量呈现井喷式增长,为节能减排、气候环境改善带来了明显效果。这得益于清洁能源政策的积极推动,但仅靠政策扶持无法实现清洁能源提质增效的最终目标,需要建立有效的便捷的市场机制和交易模式以促进清洁能源参与市场化交易,实现市场在资源配置中起决定性作用的目的。中国承诺在2030年碳排放达到峰值、2060年实现碳中和,并提出继续推进清洁能源发展的战略方向,尤其是促进风电、光伏发电、水电的并网消纳,积极开展区域、省间、省内的清洁能源电力市场交易。清洁能源难以实现大规模消纳的一个重要原因是其负荷不具有可控性,即使以低于火电的价格参与市场竞争,用户仍需考虑供电中断带来的风险和损失而减少对清洁能源的消纳。因此亟需建立一套便捷高效的交易机制促进清洁能源发电商、用户间的交易,同时需要建立完善的储能服务机制为用户在可调节范围内的用电需求提供保障。本文立足于上述背景和现实问题开展了进一步研究工作,各章节的研究内容均是在研究背景、国内外研究现状、研究总结的基础上,依据“梳理现状——提出问题——理论分析——建立模型——算例推演”的思路设置和开展的。本文首先立足于清洁能源高速发展的背景,梳理促进清洁能源发展的政策机制和市场机制,并分析需求侧资源、储能技术在促进清洁能源消纳方面的应用。接着详细阐述本文的重点研究内容,共分为三部分:一是是建立清洁能源发电商、用户和储能间互动交易的新模式;二是确立参与交易的主体间最优合作方案、收益分享和成本共担机制;三是对所提模式和机制进行实证分析。新模式即清洁能源发电商与用户间采取“报价不报量”的形式签订双边协商电价合同,按实际消纳量进行结算。最优合作方案即在清洁能源发电预测数据、用户基荷预测数据、需求侧资源调节能力、储能系统调节能力的约束下,制定系统的出力方案,达到清洁能源电量全额消纳的同时用户付出的成本最小。经过实证分析验证了所提模式具有促进清洁能源消纳的实际作用,充分发挥了需求侧资源、共享储能在消纳清洁能源方面的潜力,并证明了该模式下的用户整体收益大于峰谷分时电价下的收益,具有对用户的经济刺激作用,可以激发市场活力。本文为促进清洁能源消纳提供了一定的研究支撑。

关键词：清洁能源需求侧资源共享储能交易机制 CPLEX求解器