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基于能量块分配机制的温控负荷主动平衡控制方法

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中国电机工程学报 2023年

作者：刘瑞祁琪杨雪莹陈宋宋祁兵华北电力大学电气与电子工程学院需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室

温控负荷是配电网供需平衡调控的重要资源，高效可行的负荷控制策略，能够使配电网达到理想的供需平衡目标。分布式光伏出力的不确定性，负荷启停的无序随机性，易造成配电网电压与负荷的波动。为此，本文提出一种基于能量块分配机制的... 详细信息

温控负荷是配电网供需平衡调控的重要资源，高效可行的负荷控制策略，能够使配电网达到理想的供需平衡目标。分布式光伏出力的不确定性，负荷启停的无序随机性，易造成配电网电压与负荷的波动。为此，本文提出一种基于能量块分配机制的温控负荷主动供需平衡控制方法，以平稳负荷曲线。采用吝啬算法调节设备使用能量块的顺序，使负荷调节量逐次逼近调节目标，避免多台设备同时启/停造成峰谷波动；考虑用户舒适度和用电公平，为设备分配能量块数量，避免设备长期占用电能资源；结合电压差分和时间槽延时，针对电压波动设计了快速感知的分布式主动调节策略。仿真表明本文方法能够实现负荷的有序控制、平稳负荷曲线，降低峰谷差。

关键词：温控负荷负荷平抑能量块电压时间差分主动控制

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基于功率跃动辨识的改进需求响应验证方法

电网技术 2023年第7期47卷 2927-2935页

作者：刘瑞祁琪杨雪莹陈宋宋王隗东祁兵华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室北京市海淀区100192

现行国家标准GB/T 37016—2018规定了需求响应节约电力测量与验证的流程、算法及要求,但该标准采用的数据采集间隔过长,存在响应期间短时用户违约事件不易检测、基线负荷计算不准确的问题,也无法满足设备级需求响应效果验证要求。为此,... 详细信息

现行国家标准GB/T 37016—2018规定了需求响应节约电力测量与验证的流程、算法及要求,但该标准采用的数据采集间隔过长,存在响应期间短时用户违约事件不易检测、基线负荷计算不准确的问题,也无法满足设备级需求响应效果验证要求。为此,借助非介入智能电表与云平台,针对电器状态转换引起的功率跃动,在对用电行为精细化分析的基础上,提出了一种改进的需求响应验证方法,以解决用户违约事件漏检、基线负荷误算及设备级响应效果验证问题。对电表高频采样数据进行事件聚类与辨识,并将用电行为与其所属的设备关联,刻画出详细的设备用电行为轨迹。依据基线负荷与响应时段用电行为轨迹的对比,验证用户履约水平。算例分析表明了所提方法在验证需求响应参与效果时的准确性与可靠性,并填补了设备级需求响应验证的空白。

关键词：需求响应测量与验证功率感知非介入智能电表用电行为轨迹

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面向综合能源系统的多智能体协同AGC策略

电机与控制学报 2022年第4期26卷 77-88页

作者：席磊王昱昊陈宋宋陈珂孙梦梦周礼鹏三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 中国电力科学研究院有限公司需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室北京100192

针对大规模可再生能源接入电网所带来的强随机扰动问题,从自动发电控制的角度提出感知历史经验的多智能体深度强化学习算法,即具有置信区间上界的深度强化学习(DQN-UCB)。所提方法通过置信区间上界(UCB)策略来解决传统启发式方法在平衡... 详细信息

针对大规模可再生能源接入电网所带来的强随机扰动问题,从自动发电控制的角度提出感知历史经验的多智能体深度强化学习算法,即具有置信区间上界的深度强化学习(DQN-UCB)。所提方法通过置信区间上界(UCB)策略来解决传统启发式方法在平衡“探索-利用”过程中,面对随机低质量样本带来的当前和目标Q值误差较大的问题;同时,基于置信区间上界策略的优先级采样机制替代了传统深度Q学习(DQN)的均匀随机采样机制,以提高高质量样本被选取的概率,进而促使智能体快速收敛到最优策略。通过对IEEE标准两区域负荷频率控制模型和融入大规模可再生能源的分布式多区域综合能源系统模型进行仿真,结果表明,与其他智能方法相比,所提方法具有更优的控制性能、更快的收敛速度,能够获取分布式多区域综合能源系统的最优协同。

关键词：综合能源系统自动发电控制多智能体深度强化学习置信区间上界探索-利用采样机制

基于FDA的居民用户空调用电行为分类分析方法

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智慧电力 2022年第3期50卷 44-49,71页

作者：白东壮田世明邹毅豪周颖徐玉婷韩凝晖李永军中国电力科学研究院有限公司北京100192 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室北京100192

针对居民空调用电行为分类中存在事件型数据,导致分类分析耗时长、结果不准确等问题,提出一种基于函数型数据分析(FDA)模型的居民空调用电行为分类分析方法。该方法采用多重分形理论提取居民用电行为特征,使用函数型数据分析算法对居民... 详细信息

针对居民空调用电行为分类中存在事件型数据,导致分类分析耗时长、结果不准确等问题,提出一种基于函数型数据分析(FDA)模型的居民空调用电行为分类分析方法。该方法采用多重分形理论提取居民用电行为特征,使用函数型数据分析算法对居民空调用电行为进行聚类后获取居民空调用电行为类别,采用改进动态时间规整算法对居民空调用电行为实施分类处理,得到居民空调用电行为。根据非介入式设备采集到的实际居民用电行为信息检验该方法的有效性,实验结果表明:该方法可以较好地提取居民用电行为特征,且可有效提高用户空调用电行为分类精度以及缩短分类耗时,可充分描述居民空调开启情况以及消耗电量,具备较好的应用效果。

关键词： FDA 空调用电行为分类动态时间规整多重分形

计及负载特征及响应特性的多数据中心双层优化模型

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电力系统自动化 2022年第21期46卷 30-41页

作者：祁兵曹望璋李彬王京菊杜亚彬陈宋宋华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市100085

多个数据中心可通过工作负载(计算需求)的调节利用不同地域微网的资源,从而达到经济运行的目的。然而,负载的调节需要考虑IT用户的影响,在以往研究中IT用户多被忽略,且并未以合适的激励引导其参与数据中心的优化。对此,提出一种计及负... 详细信息

多个数据中心可通过工作负载(计算需求)的调节利用不同地域微网的资源,从而达到经济运行的目的。然而,负载的调节需要考虑IT用户的影响,在以往研究中IT用户多被忽略,且并未以合适的激励引导其参与数据中心的优化。对此,提出一种计及负载特征及IT用户响应特性的多数据中心双层优化模型。首先,文中从可转移和可削减两个特征对数据中心负载进行分类。其次,基于主从博弈建立双层优化,下层模型考虑负载特征及IT用户响应特性,目标为IT用户的效益。上层模型考虑微网资源的约束,目标为数据中心的整体成本。最后,通过启发式算法和线性规划相结合的方法求解出数据中心的运行方案。仿真结果表明,所提的优化模型考虑了负载的响应特性,能以激励引导IT用户参与数据中心的负荷优化,在微网环境下降低多个数据中心的整体成本。

关键词：数据中心负载响应特性博弈启发式算法线性规划

基于融合FCN-TCN-LSTM的工业大用户可调节潜力分析模型

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电力自动化设备 2023年第7期43卷 151-157,166页

作者：李彬明雨郝一浩陈宋宋王隗东华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室北京100192 中国电力科学研究院有限公司北京100192

综合考虑调控成本和价格激励的影响,开展工业大用户双向可调节潜力的分时段分析是提升新型电力系统负荷管理能力的关键。建立一种基于融合全卷积网络、时域卷积网络、长短期记忆网络的模型,以分析工业大用户可调节潜力。建立全卷积网络... 详细信息

综合考虑调控成本和价格激励的影响,开展工业大用户双向可调节潜力的分时段分析是提升新型电力系统负荷管理能力的关键。建立一种基于融合全卷积网络、时域卷积网络、长短期记忆网络的模型,以分析工业大用户可调节潜力。建立全卷积网络数据集重构模型,并基于典型负荷特性指标实现对具有高可调节潜力负荷数据的工业大用户的遴选;以高可调节潜力数据集为基础,建立改进时域卷积网络模型,对工业大用户进行调控成本影响下的可调节潜力分析测算。基于实际数据对所提模型进行验证,算例结果表明,所提模型可分析出工业大用户典型设备的可调节潜力,且模型的稳定性与精确度较高。

关键词：需求响应可调节潜力工业设备调控全卷积网络时间卷积网络长短期记忆网络

支撑虚拟电厂互动的信息通信关键技术研究展望

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电网技术 2022年第5期46卷 1761-1770页

作者：李彬郝一浩祁兵孙毅陈宋宋华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

包括分布式电源在内的需求侧资源(demandside resource,DSR)逐渐成为电力系统中不可或缺的重要组成部分,虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)可以有效整合各类DSRs,并充分发挥其在电力辅助服务中的巨大潜力。VPP的高效可靠运行和内部各主... 详细信息

包括分布式电源在内的需求侧资源(demandside resource,DSR)逐渐成为电力系统中不可或缺的重要组成部分,虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)可以有效整合各类DSRs,并充分发挥其在电力辅助服务中的巨大潜力。VPP的高效可靠运行和内部各主体间的灵活互动依赖于先进的信息通信基础设施,该文从VPP的基本概念、特性和国内外实践案例出发,对VPP基本通信架构和通信性能需求进行了分析,最后重点对支撑VPP灵活互动的几种信息通信关键技术进行探讨,并针对其在未来VPP中的应用思路和理念做出了思考,旨在为提升VPP灵活互动水平以最大限度发挥DSR资源的优势提供解决方案。

关键词：虚拟电厂需求侧资源边缘计算 D2D通信时延控制

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楼宇可调节负荷研究与应用

电力需求侧管理 2023年第1期25卷 52-58页

作者：袁金斗陈宋宋需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

楼宇可调节负荷应用存在普查手段缺乏、负荷模型实用性不高以及通信接口不规范等问题,严重制约了其发展,为此首先提出可调节负荷树状普查体系作为普查程序的逻辑架构,然后构建通用约束条件下系统实操层面的负荷调控模型,最后在云管边端... 详细信息

楼宇可调节负荷应用存在普查手段缺乏、负荷模型实用性不高以及通信接口不规范等问题,严重制约了其发展,为此首先提出可调节负荷树状普查体系作为普查程序的逻辑架构,然后构建通用约束条件下系统实操层面的负荷调控模型,最后在云管边端的物理架构下设计了楼宇可调节负荷参与电力需求响应的信息交互规范,为楼宇可调节负荷应用给出了关键技术路线和解决方案。实验结果验证了楼宇可调节负荷参与需求响应削峰填谷场景的可行性。下阶段通过实际可调节负荷普查的开展以及需求响应软硬件能力的建设,楼宇可调节负荷潜力将会被进一步挖掘,成为能源互联网源互联网用户侧的重要组成部分。

关键词：需求响应可调节负荷商业楼宇信息交互

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用户侧多能互补微能源网的规划方法

中国电力 2019年第11期52卷 68-76页

作者：李德智龚桃荣中国电力科学研究院有限公司北京100192 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室北京100192

多能互补的微能源网是一种可以提高能源利用效率的有效方式,并且可以通过整合多能源载体降低供电成本。面对多种多样的能量转换器和特性各异的储能设备,如何选择设备的类型和容量、如何连接和管理所选设备,是设计新型微能源网最优规划... 详细信息

多能互补的微能源网是一种可以提高能源利用效率的有效方式,并且可以通过整合多能源载体降低供电成本。面对多种多样的能量转换器和特性各异的储能设备,如何选择设备的类型和容量、如何连接和管理所选设备,是设计新型微能源网最优规划配置的核心问题。提出了一种面向用户侧多能互补微能源网的规划方法,充分发挥多能互补的优势,得出了最优规划配置。将最优规划问题转化为一个混合整数线性规划模型,目的是使得总成本最小。算例结合北京市海淀区某能源互联网示范工程,对3种不同的能源系统方案进行了比较,验证所提出的最优规划模型的有效性和优越性。

关键词：微能源网多能互补结构规划能量转换器可再生能源