柔性负荷

简述了直流配电技术发展的背景、面临的挑战，以及技术应用现状，并介绍了美国、德国、英国、韩国，以及我国厦门、甘肃、浙江、深圳、上海等诸多国内外直流配电技术的典型案例。 报告指出，直流配电技术在供电能力、电能质量、可控性以及对分布式可再生能源和柔性负荷的兼容性等方面均表现出突出的优势。在大规模海上风电、用户定制电力系统以及终端负荷供电等方面均表现出竞争力和广阔的应用前景。美国、欧洲及日本均提出了相应的系统架构或建设了研究网络，直流配电技术正处于探索及试点期，技术高速发展，潜力巨大。需要科学、理智地思考战略策略和技术路线。

虚拟电厂是构建规模化、常态化、精准化负荷可调能力的有效手段，是通过有效聚合、协调控制各类分布式资源形成具备常规电厂外特性且可被常态化调度的特殊电厂。商业建筑虚拟电厂是在商业建筑负荷领域开展大规模、精准化电力需求响应的实现方式，其以中央空调等柔性负荷资源为聚合对象，对上参与电力市场交易并接受调度指令，对下协调用户侧设备运行，整合用户参与市场化交易获利。项目产学研联合攻关.

大量柔性负荷接入低压配电网,使配电网潮流分布变得复杂,信号畸变严重,过流特征微弱,故障特征不明显,基于工频信号的故障定位方案不再适用。文章首先利用电流全波有效值和故障电流相位改进了故障判据,构造了新的适应度函数表达式,然后搭建了面向低压配电网的区段故障定位分层降维分析模型,最终得到了基于全电流方向特征的低压配电网故障定位方法,并进行了仿真验证。结果表明该方法能够快速准确识别判定故障信息,不受畸变信息干扰。

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节，提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此，文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory，IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先，构建含超级电容的混合储能系统，以降低蓄电池运行成本，将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合，形成广义储能，充分发挥微电网系统内灵活性资源特性；其次，考虑系统风光荷不确定性，引入IGDT模型，在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型，从2种决策角度追求降低风险与最大化收益；最后，基于算例仿真分析，证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响，验证了模型的有效性和可参考性。

随着高比例新能源接入电网，新能源出力和负荷的波动性及不确定性对系统的灵活爬坡能力提出更高的要求。提出了一种面向灵活爬坡服务的针对高比例新能源电力系统中常规发电机组、储能、柔性负荷等可调节资源的优化调度模型。首先，提出一种考虑日前预测净负荷不确定性的灵活爬坡需求估计方法，根据爬坡起始和结束时刻净负荷及其安全裕度，量化估计电力系统灵活爬坡需求。其次，基于生成的净负荷不确定性场景，提出了考虑系统灵活爬坡需求的基于两阶段混合整数线性规划的可调节资源优化调度模型，从日前-实时两个阶段实现可调节资源的优化调度。最后，基于IEEE-RTS-24节点系统，在4种典型方案场景下对比验证所提优化调度模型。结果表明所提模型能有效提升系统灵活性，降低系统运行成本。

为有效缓解三北地区高比例可再生能源并网所存在的大规模弃风问题，将火电机组、热电联产机组、光热电站、风电厂和电热负荷聚合为虚拟电厂。首先采用场景分析法对日前风光场景进行随机优化，降低风光预测误差；利用综合需求响应机制充分调动电热柔性负荷资源。然后综合考虑系统运行成本、弃风成本和需求响应成本构建虚拟电厂(virtual power plant，VPP)系统日前调度优化模型，并在多种运行模式下求解以获得最优日前调度计划。最后通过算例分析验证所提方案在提高系统经济性的同时能有效促进风电消纳。

在新型电力系统快速发展的背景下，配电网中各类分布式电源、储能、电动汽车、柔性负荷的接入占比不断增加，运行方式日趋复杂多变，其拓扑的精确辨识也更有难度。针对现有配电网量测数据采集周期较长、辨识方法对数据不平衡敏感而导致辨识精度不高的问题，提出了一种两阶段的新型配电网拓扑辨识方法。首先，采用两层堆叠的图卷积网络生成系列标签分类器，再用卷积神经网络提取量测时间序列的特征，并结合多标签分类学习实现第一阶段的初步辨识。其次，对初步辨识获得的初始拓扑中状态为“阴性”(开断)的支路进行全状态空间搜索，并通过潮流匹配模型，筛选出耗散值最小的状态样本，实现“假阴性”二次辨识。最后，在改进的IEEE33节点含新能源配电网络上进行仿真验证。结果表明，所提模型和方法能有效解决数据失衡的问题，并具有更高的辨识精度。

为实现新型电力系统的低碳经济目标，提出一种计及生命周期评价(life cycle assessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先，考虑灵活可调度的柔性负荷，构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后，运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放，并结合碳交易机制，建立碳交易成本计算模型。最后，基于合作博弈策略，建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型，并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明，所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量，有效促进系统低碳经济的发展。

随着新能源与柔性负荷的大规模接入，电力系统运行方式实时变化，弱阻尼特征模式的阻尼特性亦随之改变。为有效评估实际系统的动态稳定性，传统QR法精度高，但速度难以满足弱阻尼特征模式的在线追踪需求。为此，针对运行方式改变后弱阻尼模式的模态特性，基于发电机惯量等值提出一种状态量的分群聚合方法，利用机电振荡模式的状态空间降维映射，实现弱阻尼特征模式的快速搜索。为保证所得特征模式的可靠性，提出了主导群相关因子指标，对状态量分群变化场景自适应选择精确的QR法，并由此构建弱阻尼特征模式计算框架，以解决实际系统特征值计算中存在的模式匹配与模态时变问题。与QR算法的对比验证了所提方法的快速性与准确性。

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。