以用户为中心的需求响应博弈模型与算法研究

智能电网是电力用户和供应商之间双向通信的下一代电网.有效的需求响应管理可以降低发电成本和用户用电费用.在供电方引入多个火力发电和多个可再生能源电力公司,提出一种面向用户需求的电力公司选择方案,以最大限度降低用户成本,同时可以改变用电的峰谷期.通过整合可调度负载与电力公司的选择制定联合方案,提出用电与供电之间的博弈模型.利用分布式算法,证明博弈均衡的存在.计算机仿真结果表明,联合方案可使用户成本最低,并且可以达到电网削峰填谷的效果.     

考虑峰谷差因素的用户侧负荷优化运行

在智能电网高速发展背景下,针对用户侧节能减排和电网侧削峰填谷问题,提出家庭负荷优化运行策略。基于家电能量控制系统,将峰谷差成本化,以最小化用户侧电能成本和最小化电网侧峰谷差为目标,考虑分时电价,可转移负荷时间舒适度约束和温控类负荷温度舒适度约束。综合峰谷差系数,采用粒子群算法进行求解,最终得出各类家电的运行方案。算例仿真结果表明,优化方案实现了用户侧和电网侧的利益双赢。     

基于混沌多目标粒子群算法的综合能源调度

目的 针对当前综合能源系统中资源协同优化效率不足、微网运行经济性和环保性差的问题,提出了一种计及风电储能及不稳定因素的微网优化调度方法。方法 该方法在微网负荷侧需求响应对新能源消纳影响的基础上,以消纳新能源和削峰填谷为目的,提出了优化负荷曲线的方案;然后,考虑微网调度侧风电出力的不稳定性以及微网内部设备的耦合,进行优化调度以降低微网运行成本、减少环境惩罚费用并提高风电消纳平稳性;最后,采用混沌多目标粒子群算法对优化问题进行求解,并在风电不稳定度占比0%、5%、10%和15%时进行了算例仿真分析。结果 当风电不稳定度为10%和加入风电储能,系统运行成本和环境治理费用最少,比方案1和无风电储能少6 919.4元,风电平稳量也提高38 kWh。在电热冷网中,负荷侧加入需求响应后,系统得到稳定运行和能源合理利用,可以很好地满足负荷侧用能需求。从算法对比中,混沌多目标粒子群算法加入自适应权重和变异率后,具有较强的全局搜索能力和更好的准确性。结论 该方法通过合理设置风电不稳定度能够有效降低运行成本和环境惩罚费用,提高风电稳定性,其次,负荷侧的需求响应可以一定程度地削峰填谷和消纳新能源。     

开展需求侧管理 实现电网经济运行

积极采取峰谷分时电价、制定错峰、避峰方案、负荷控制等措施,实行削峰填谷,促进均衡用电,提高电网负荷率,改善电网经济运行,优化电力资源配置和合理使用。     

市场环境下峰谷分时电价建模原则研究

该文分析了电力市场中实行峰谷分时电价策略可能造成的电网运营风险及对供电方和用户利益的影响.利用心理学原理提出了建立用户响应曲线的方法,提出了峰谷分时电价理论建模中划分峰谷时段、确定用户反应函数和峰谷电价拉开比、规避电网运营风险等应遵循的原则,引导电力用户主动进行削峰填谷,缓解电网高峰期电力供应紧张的局面,保证电网经济安全地运行.     

基于改进多目标粒子群优化算法的配电网削峰填谷优化

电力系统削峰填谷优化作为负荷管理的重要手段,而储能系统在削峰填谷的功能显得尤为突出,以负荷峰谷差为目标的单目标优化已经无法全面评价储能系统在削峰填谷上的优势,为更好地体现储能系统在负荷管理上的优势,考虑以经济效益为调度目标的多目标优化问题(multi-objective optimization problem,MOP)显得尤为重要。基于此以负荷峰谷标准差和分时电价构建了配电网削峰填谷的多目标优化模型进行研究。提出基于拥挤距离排序的改进多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法,为改善算法陷入局部最优提出了变异机制的二次寻优,通过设置一定容量的外部档案存储非支配的帕累托(Pareto)最优解,最终获得Pareto最优前沿面。最后通过采用模糊隶属度法求解折中最优解,算例分析验证了本文所提模型的实用性和改进算法的有效性。     

计及需求响应的主动配电系统优化调度研究

针对主动配电系统中负荷的动态变化性,将需求侧响应融入到该系统的优化调度中.考虑到分布式能源的碳排放特性,以配电网运行成本及二氧化碳排放成本最低为目标函数,引入可中断负荷等相关约束,建立了日前低碳经济调度模型.采用基于差分演化的果蝇优化算法求解模型.算例结果表明优化结果能够兼顾运行成本及排放成本,在调度中引入需求响应可以引导负荷转移,削峰填谷,具有显著的节能减排效益.     

基于信息间隙决策理论和电动汽车有序充放电的微电网优化调度

计及区域微电网源-荷两方面不确定性,针对电动汽车(electric vehicles, EV)接入微电网充电所导致的负荷侧波动不确定性问题,提出有序充放电策略进行削峰填谷并构建多目标规划模型;针对新能源机组发电量不确定性问题,引入信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)进行模拟分析。首先构建多目标规划函数并对其模糊归一化处理,然后引入改进混沌映射粒子群算法(improved chaos map particle swarm optimization, CMPSO),求得微电网综合运行成本和负荷需求波动量的最优值,最后对经信息间隙决策法优化后的多目标模型进行仿真分析。算例结果验证了优化后的模型对EV入网所带来的负荷波动起到了较好的削峰填谷作用,所采用的IGDT优化模型相较于其他优化方法,能更好地适应严重奈特式不确定性场景,有效协调所搭建模型的鲁棒性与优化调度经济性之间的矛盾。     

基于电价响应模型的电动汽车充电优化策略

大量的电动汽车接入电网充电需要考虑经济效益和系统稳定性的影响,为了减少由于电动汽车的无序充电对配电网负荷引起的较大波动,提出了一种基于电价响应和电网激励的电动汽车有序充电优化策略。首先,在充分考虑用户的充电需求和电网安全运行的基础上,以负荷最小峰谷差为目标函数,采用遗传算法求取峰谷时段电动汽车充电数量最优解;其次,构建了电动汽车峰谷电价优化模型,建立了电动汽车充电数量与峰谷电价之间的关系,实现了电动汽车充电价格的最优定价机制;最后,考虑到充电站运营商实施分时电价前后的总收益不受损害,引入了电网公司为减少负荷峰谷差而给出的激励机制。通过对算例的分析,提出了基于电价引导的电动汽车有序充电策略,在降低了运营商的购电成本和用户充电成本的同时,实现了系统负荷削峰填谷的目的,验证了所提控制策略在节约能源方面具有有效性和合理性。     

考虑电动汽车用户响应的微网经济调度

针对电动汽车接入微电网后的经济调度问题,对微电网可分布式电源的出力进行了研究。首先分析电动汽车的行驶特性,在其无序充电负荷模型的基础上,建立了同时考虑电动汽车用户响应度和用户满意度的峰谷分时电价电动汽车有序充放电模型。然后构建一个含电动汽车及风、光、燃气轮机和柴油机的微网系统,以实现微网经济性和环保性运行为双重优化目标,采用改进粒子群算法,来得到不同控制策略下的优化调度结果。仿真结果表明,电动汽车有序充放电,可以有效实现削峰填谷,并且可以在保证良好环境效益的同时提高微网运行的经济性。     

存在无智能电表用户的实时定价研究

研究了智能电网普及应用过程中同时存在有智能电表用户和无智能电表用户的实时定价问题。首先考虑供电商在保证电网稳定运行及自身的经济效益的同时要兼顾两类用户效用。然后建立无智能电表用户的用电规划函数和无智能电表用户群体的福利函数,并提出一主多从的斯塔克尔伯格博弈模型。最后将该模型运用在供电商原有的两种定价机制上,通过数值模拟得出均衡解并通过模型对比验证模型的合理性。结果表明,该博弈模型可有效地对无智能电表用户群体进行需求侧管理,既满足了削峰填谷的目的,又最大化地实现社会福利,同时可以更好地处理突增用电需求的情况,稳定电网的同时提高用户效用,以更符合我国国情。     

基于分时电价的用户侧光伏储能系统容量配置

光伏与储能系统的配合使用已经是一种趋势,在用户侧合理配置光伏电池与储能电池的容量,可以明显提高用户的经济效益。为了提高用户在分时电价下的经济效益,本文基于用户侧典型日光伏发电曲线与典型日用户负荷特征曲线,结合用户分时电价,设计储能系统的能量调度策略,建立经济优化模型,并基于量子粒子群优化算法对模型进行求解,得出光伏与储能系统的最优容量。仿真分析和结果表明,本文方法可以明显提高分时电价条件下用户的经济效益,对大电网的削峰填谷也有一定的积极作用。     

考虑新能源消纳的电动汽车有序充电研究

针对大规模电动汽车无序充电对电网运行带来的影响和目前我国新能源消纳存在的问题,提出一种考虑新能源出力情况的动态分时电价策略,引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳.以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标,综合考虑用户充电需求和新能源出力等约束条件,建立基于动态分时电价的多目标优化模型.通过算例仿真,验证了所提策略可降低电网负荷峰谷差和用户充电总费用,达到削峰填谷和消纳新能源的效果.     

计入交易偏好的多微网电力系统纳什均衡分析

提出采用混合策略纳什均衡研究多微网系统交易的博弈模型及分析方法.在给定模型假设下,不仅考虑多电微网的电价报价、配电网的电价报价及服务报价对交易的影响,同时重点讨论了博弈方各自的电量交易偏好.以3个微网及配电网构成一个智能电网系统为例进行算例分析,解释了混合策略纳什均衡在该系统中的实际意义,最后研究了各参数对混合策略纳什均衡点的影响.     

一种基于差分隐私的峰谷分时电价激励方案

针对智能电网系统峰值负荷差值过大、电力供给短缺等问题，提出了基于差分隐私的峰谷分时电价激励方案。方案将差分隐私和峰谷分时电价模型进行结合，在保证用户数据隐私的前提下对峰谷分时电价的定价策略进行优化。通过施行差异化的电价策略对用户的用电行为进行引导，激励用户形成错峰用电习惯，进而实现电力系统整体用电负荷的均衡。最后，通过实验对引入差分隐私后的数据效用进行分析，并对所提机制的运行效果进行评估。实验表明，本方案在实现电网整体用电负荷削峰填谷的同时对用户的数据隐私进行了保护。     

浅谈智能电网电力需求侧管理

智能电网与用户的友好互动赋予了需求侧管理新内容。通过应用先进的通信、传感、计量技术和计算方法,采用智能化电表、电器与用户紧密相连,有效地促进了需求侧管理全面开展。首先介绍了智能电网环境下需求侧管理的特点,阐述了需求侧管理内容：消减高峰时段负荷、增加低谷用电负荷和移峰填谷;其次介绍了电力需求侧管理的峰谷分时电价数学模型,并详细说明了目标函数和约束条件;最后总结了智能电网对电力需求管理的促进作用。     

计及源荷双侧不确定性的综合能源系统优化配置

以源–网–荷–储的综合能源系统为研究对象,同时考虑源侧风光出力及负荷预测误差的双重不确定性对系统优化配置的影响。为提高系统的稳定性与经济性,以总成本最小为目标,采用价格需求响应中的分时电价研究策略。首先选用模糊聚类方法对用户负荷进行时段划分,然后采用机会约束将源荷双侧不确定性转化为确定性,再对供需平衡及设备约束的综合能源系统构建系统优化配置模型,最后对不同场景进行算例仿真。仿真表明所提出的定价机制具有削峰填谷作用,且不同场景下的优化配置有显著差异,验证了所提方法的有效性。     

基于非合作博弈的有序用电算法

文章针对用户的基本负荷、储能和温控等典型负荷,采用实时电价机制,提出了基于非合作博弈的有序用电算法。运用此算法,在经过多轮博弈之后,台变侧和用户侧能够达到一个最优的Nash均衡解,保证了所有参与者的利益最大化的同时又能保证台变侧峰平比最小,从而智能地、有序地调度多用户参与电网负荷调控,实现有序用电,减少峰谷差值、提高收益。最后,通过一个算例证明该有序用电算法的有效性。     

冰蓄冷在办公楼建筑空调中的优化设计

冰蓄冷空调系统具有移峰填谷,均衡电网负荷,提高电力建设投资效益及为用户节省空调运行费用等优点,已被广泛应用于办公楼等大型建筑中。论文首先从冰蓄冷技术的基本概念入手,提出了冰蓄冷空调系统在办公建筑中的广泛应用,进一步优化了空调系统方案,对工程实践具有直接指导意义。     

基于多元成本结构的分时电价定价机制

建设新型电力系统对完善分时电价机制提出了新的要求.针对目前分时电价研究多侧重于市场机制,对电价设置菜单与实际供电成本结构关系有待深化机理建模的问题,提出一种基于多元化供电成本和需求响应的分时电价模型.该模型兼顾经济性与可靠性,建立考虑需求削减的负荷切片与成本定价机制,明确供电配置的多元化成本结构,建立各类电源的可变成本、固定成本与可靠性损失成本的成本结构.对电力销售收入分析、电源的实际可变成本、电源可靠性损失和固定成本回收进行了基础性研究.通过相关算例验证,研究各类电源事故率对模型中附加费率的影响,以及各类电源事故率、不同负荷水平波动与分时电价定价的关联性,验证了文章建立的分时电价模型在提高分时电价适应性,正确引导用户用电行为,提高削峰填谷方面的有效性.同时,该模型有助于优化各类电源的容量管理,确保峰值电源的成本回收,从而有效地平衡电源侧和用户侧利益,兼顾供电充分性、可靠性和经济性目标.