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。
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。
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。
新型配电系统灵活组网运行技术及关键支撑设备研究
随着规模化的分布式新能源、储能及新型电能替代负荷接入配电网络,传统配电网角色已从单一的电能供给网络逐渐演化为区域资源优化配置平台。然而,现阶段尚缺乏支撑海量分布式资源管理与协同运行控制技术体系,限制了配电系统资源优化配置能力的发挥。本报告提出一种基于灵活组网运行与多端口柔性组网设备的物理及运行形态,从分层自组织架构设计、拓扑优化运行手段、柔性互联及交直流组网支撑设备等方面介绍团队研究成果,为新型配电系统分布式资源管理与高质量运行提供系统性的解决方案。
含风光储岸电供电系统的分布鲁棒优化运行策略
可再生能源机组和电动船舶出力的不确定性及冲击特性会给岸电供电系统的安全稳定运行带来挑战。因此,提出了一种含风光储岸电供电系统的分布鲁棒优化运行策略。首先,不考虑风光出力不确定性以及冲击负荷的影响,以总费用最低为目标,建立确定性的含风光储岸电供电系统的运行模型。其次,以上述模型为基础,构建基于分布鲁棒优化的两阶段含风光储的岸电供电系统模型,采用组合范式来描述风光出力的不确定性,以减少因预测误差、出力波动性导致的弃风弃光。最后,使用C&CG(列与约束生成)算法来求解模型。利用某岸电供电系统数据,验证了所提策略可有效提升风光资源的消纳能力,降低运行成本。
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。