基于激励机制的家庭能量系统优化策略研究

为缓解现有分时电价机制可能造成新的负荷高峰情况,提出了一种从负荷侧考虑的对电网调峰有贡献度的用电激励机制.首先建立各类家庭用电设备负荷模型、蓄电池负荷模型以及电动汽车充放电模型,其次提出从负荷侧间接调整电网峰谷差的激励机制模型,最后以用电成本与用户舒适度为目标函数,采用基于小生境的混沌粒子群优化算法求解多目标Pareto解.仿真结果表明,所提出的激励机制在满足舒适度要求的同时能显著降低用电成本与用电峰谷差,在一定程度上缓解了电网压力并提高其运行稳定性.     

灵活性负荷参与电网调度的经济优化运行

在“碳达峰、碳中和”的背景下,大规模新能源并网使系统出现了调峰压力大、新能源消纳难等问题。随着灵活性负荷占比的不断增大,根据灵活性负荷的不同特性,针对系统面临的问题提出了“源-网-荷-储”相协调的双层优化运行模型。首先,基于分时电价策略引导用户用电行为,建立提升源荷双方综合满意度以及净负荷波动最小的上层多目标模型,利用粒子群算法对上层模型进行求解得到优化后的负荷需求响应并带入下层模型中。其次,根据源荷双方的供需关系,确定参与调度灵活负荷的运行方式,构建以系统调度运行成本最小为目标的下层模型,并采用Cplex求解器求解。最后,以某地区实际系统为例,结果表明了灵活性负荷参与电网调度可缓解电网调峰压力,提高了可再生能源消纳能力,并验证了本文所提模型的有效性。     

基于HOG和SVM的非侵入式负荷识别

智能电网时代,准确高效的居民用电负荷评估对改善和调节电力网络的传输结构至关重要.对用户用电的电流、有功功率和谐波电流等数据进行数据预处理,基于对偶树复小波变换对数据降噪,建立基于HOG和SVM分类识别模型提取数据特征,并进行负荷识别.非侵入式负荷识别极大地降低数据收集和分析成本,对居民使用电器类型和数量的实时监测,为准确估算居民用电载荷提供可靠依据.     

分档电价和碳配额激励的含电动汽车微电网优化调度策略

在含电动汽车（Electric Vehicle,EV）微电网的调峰调度中,实施分时电价或实时电价引导EV参与调峰,会导致EV过度响应或响应疲惫现象。为此,本文提出了分档电价协同碳配额激励机制下的含电动汽车微电网博弈优化调度策略。建立了微电网与电动汽车的主从博弈优化调度模型,微电网主体以运行成本最小和极小化负荷均方差为优化目标,考虑新能源发电完全消纳,针对等效净负荷水平制定分档电价并和碳配额协同激励,引导电动汽车在新能源发电余缺时充放电的适度响应;电动汽车用户从体响应微电网激励优化电动汽车充放电行为使其成本最小。采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)求解优化模型纳什均衡点,获得微电网侧最优分档电价和电动汽车调度策略的集合。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

分时电价下考虑需求响应的微电网经济调度方法

为了实现微电网发电侧和用户侧双赢,提出一种考虑需求响应的孤岛微电网多目标经济调度模型。该模型在分时电价机制下引入需求响应,构建含用电效用和用电成本的负荷侧效益目标函数,同时,建立微电网发电侧成本最小目标函数。基于上述目标函数,通过调整使得微型燃气轮机的增量成本一致,实现微电网发电总成本最小。同时,根据分时电价调节可调负载的最优接入量,使得用户侧总收益在每个时段达到最大。为了验证模型的有效性,建立孤岛微电网仿真平台对需求响应的效果进行测试。仿真结果表明:所提出的经济调度模型能够在实现发电侧成本最小化的同时,实现负荷侧效益的最大化;在分时电价机制下引入需求响应后,用户侧效益提高了104%。     

基于灰色PSO算法的分布式电网多目标调峰调度优化

针对目前新能源大规模并网,传统的调峰调度运行方式不能满足新能源出力消纳要求的问题,提出一种用户侧主动参与调峰调度的方案.将可调度分布式电源、储能单元和可中断负荷纳入分布式电网系统管理中,引入虚拟电厂的概念对可控负荷以及分布式电源进行控制,以负荷方差最小以及运行成本最小为目标,建立多目标调峰调度模型,并用改进灰色PSO算法对调峰调度模型进行优化求解.以IEEE33节点配电系统为算例进行仿真,结果表明该方法能够有效提高系统调峰能力、增加新能源消纳和降低运行成本.     

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。     

考虑风电反调峰特性的储能调峰优化策略

为解决风力发电并网的不确定性导致的电力系统调峰困难问题,提高新能源综合利用率,在深入分析储能调峰原理的基础上提出一种考虑风电调峰特性的储能调峰优化策略.首先介绍风电反调峰特性影响,根据调峰特性确定最低移峰功率和最高填谷功率,接着再综合考虑系统功率平衡约束、储能系统约束和电源测约束的基础上增加调峰可靠性约束,建立以负荷方差最小为目标的系统优化模型,最后构建计及调峰可靠性的评价指标.以某电网阶段时间内负荷数据为基础进行算例分析,对比恒功率策略,仿真结果验证本文方法调峰效果更优.     

淮南市城网居民分时电价实施效果的定量分析

分时电价是有效调节居民用电方式,降低城网峰谷负荷差的重要手段,但是其实施效果一直难以量化。本文从淮南市供电公司用电营销数据库提取城网居民三年的分时电量相关数据,按照年用电总量将用户分为三类,分别建立居民用电模型,尝试对淮南市居民分时电价政策的实施效果进行量化分析。该模型包括月谷电系数,月谷电量增长,月平电量增长,月负荷峰谷差和月电费支出等指标。结果表明,淮南市分时电价政策大大促进了居民用电量的增长,使用分时电价的居民用电量的增长率均大于当年用电量的自然增长率;大部分居民倾向于谷时段用电,填谷效果明显,但是由于峰谷电价差小,各类用户平时段转移电量积极性不高,所以消峰作用基本没有。     

电力市场下用户电价体系的研究

为了规避电力市场中可能出现的电力危机风险，有效地控制电力负荷峰谷差逐年增加所引起的电网运行隐患，提出了一种电力市场环境下用户端开放的用户电价体系。该体系能包容现行刚性的用户电价体制，且与市场环境下以期货电量交易和现货电量交易为特征的结算模式相衔接。论述了电价体系中用户节点电价、分时电价和特征电价的组成和作用，用市场敏感函数来描述不同的用户对电价变化的承受能力。在电费结算方式上，以每天的用户电价曲线为依据，引入先购电、后用电的机制，并以此过渡到用户侧期货电量交易和现货电量交易的模式。     

考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略

随着需求侧灵活性资源和风电等分布式资源的快速发展,灵活性资源用电行为的随机性以及风电出力预测的误差,使配网系统潮流发生改变,增加配电网潮流阻塞风险。为了解决风电不确定性造成的配网阻塞问题,研究考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略。首先基于Copula函数抽样生成表征风电不确定性的典型出力场景,将不确定变量转化为确定性场景进行优化计算,进而考虑主动配电网元件的运行特性,建立主动配电网双层阻塞管理优化模型。上层模型中,负荷聚合商预测日前电价,基于收集的风电、微型燃气轮机出力信息以用户用电成本最低为目标制定用电需求计划,并上报至配电网系统运营商;下层模型中,配电网系统运营商以总社会利益最大为目标对日前电价进行迭代,以线路功率和节点电压安全为前提求解最优潮流,得到节点边际电价并发布至负荷聚合商,指导其调整日前用电计划;通过上下双层的迭代交互,实现阻塞管理和社会利益最优。最后,通过IEEE 33节点算例进行仿真验证。结果表明：所提阻塞管理策略能保证线路功率和节点电压满足安全约束,有效解决主动配电网的阻塞问题。     

基于动态分时电价的电动汽车有序充放电调度策略

针对电动汽车无序充放电行为对电网的影响,以及传统的峰谷分时电价容易造成新的负荷高峰、无法考虑电动汽车的动态特性等问题,建立了动态分时电价的有序充放电调度策略。以电动汽车充放电电价、电动汽车充放电状态和充放电功率为决策变量,构建了以电动汽车充放电成本最小、电动汽车接入造成的网络损耗最小和节点电压偏差最小为优化目标的电动汽车充放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题;综合考虑电动汽车充电需求和配电网运行约束,在改进的IEEE33节点系统中进行算例验证。结果表明,动态分时电价克服了传统峰谷分时电价下的弊端,能够根据电动汽车的动态特性来调整电价。所提调度策略融合了灵敏度分析方法,可大幅缩短调度过程中潮流计算的时间,并能有效降低电动汽车的充放电成本以及电动汽车接入对网络损耗和节点电压的影响,对于含电动汽车的电网实际调度具有一定的参考意义。     

基于需求侧管理实时电价优化方法综述

为改善电力市场供需状况,实现削峰填谷目标,基于需求侧管理的实时定价研究不断深入.鉴于此,对其主要优化方法和最新进展进行综述.首先,总结了实时定价的社会福利最大化模型,明确模型以追求全体用户的效用之和与电能成本之差,即以社会总福利最大化为目标.随后,归纳了求解社会福利最大化模型的几种方法,包括对偶优化方法、交替方向乘子法...     

基于区块链隐私保护的智能电网实时定价

当前智能电网实时定价机制未考虑隐私信息泄露对用电量和电价的影响,且忽略了供电商与用户之间的利益均衡.为兼顾隐私保护和供需双方的利益均衡,将区块链隐私信息保护的机制融入到智能电网实时电价的策略之中,依据隐私敏感程度的不同,对用户进行分类,并将区块链的应用程度进行量化,建立基于区块链应用程度的社会福利最大化模型.利用拉格朗...     

基于改进粒子群算法的梯级水风光短期调峰优化调度

针对大规模风电、光电直接并入电网对系统调峰带来的负面影响,同时伴随高弃风、高弃光率的问题,本文提出通过利用水电输出通道将湖北一梯级水电站与附近风电场、光电场并入电网联合调峰的解决办法。首先分析了梯级水电站、风电和光电联合调度的必要性和可行性,提出了梯级水-风-光联合调峰策略,构建了以系统余留负荷均方差最小为目标函数的短期调度模型,最后利用收缩因子和改进粒子群算法求解。通过算例仿真得到,风光与梯级水电站共同参与系统调峰,调峰效果更好,改进后的PSO有更好的寻优精度和收敛速度。给未来实施梯级水电站与周围风、光电场联合调峰策略提供了参照。     

发电批发市场和配电零售市场的联合均衡分析

基于配电零售市场开放后的电力用户需求特性为基础,提出了发电批发市场和配电零售市场并存后的联合均衡模型,用于分析零售市场开放对实时现货市场的影响.根据电力负荷特点,按高峰、低谷两种方式模拟零售电价与实时电价的关系,给出了零售市场完全竞争机制和部分管制机制下发电批发市场和配电零售市场并存后的联合均衡结果.算例验证表明,零售市场的开放将有效减少电力总需求,降低电力现货价格,体现电力需求弹性效应.另外,随着配电零售市场的逐步放开,固定配电价格对实时电价的影响越来越小,而电力需求弹性对实时电价的影响则越来越大.     

基于实时电价的含电动汽车微电网两阶段优化调度

为解决大量电动汽车无序充电对微电网负荷曲线产生新的峰值或峰上加峰等现象,提出了V2G(vehicle to grid)下两阶段优化方法,第一阶段考虑实时电价的前提下以满足用户充电需求为目标建立电动汽车有序充放电模型,第二阶段以微电网综合成本最低和微电网出力波动最小为目标,确定电动汽车有序充放电功率。为了解决多目标优化的问题,本文采用改进型多目标粒子群算法（IMPSO）。为验证本文方法的有效性,用蒙特卡洛法模拟某微电网内电动汽车的充电需求后采用本文方法优化,结果证明本文调度方法降低微电网经济成本和出力波动的同时,降低了用户成本。     

基于V2G的电动汽车有序充放电控制策略

大规模电动汽车作为移动存储的电力负荷,其无序充电行为将会导致电网出现负荷峰谷差加大、负荷率降低等问题。文中分别从电网侧和用户侧的角度,研究基于车网互动(V2G,vehicle to grid)的电动汽车有序充放电控制策略。在电网侧以负荷曲线均方差最小为目标函数,在用户侧以电动汽车用户参与V2G获得的经济收益最大化为目标函数,并且考虑到电动汽车实际充放电功率、可用容量及用户日常设置等约束条件,采用粒子群优化算法进行仿真求解。分别以重庆2020年、2025年和2030年电动汽车有序充放电为例,对电动汽车在电网侧和用户侧的有序充放电进行优化控制仿真分析。算例结果表明,所提出的电网侧和用户侧电动汽车有序充放电优化控制模型能有效降低负荷峰谷差、平滑负荷曲线并为参与V2G服务的用户带来经济收益。