电力需求侧响应利益联动机制的系统动力学模拟

考虑到在我国实施需求侧响应可能使得电网企业不能有效回收需求侧响应的成本, 且由于发电公司实际上是需求侧响应的最大受益者, 因此需要在电网企业和发电公司之间建立一个利益联动机制. 运用系统动力学模型模拟发电公司和电网公司联动的行为对电力系统产生的效果, 来证明这种利益联动机制存在的必要性. 模拟系统将需求侧响应的利益链条分为用户子系统、电网子系统和发电子系统三个部分, 通过层层建模剖析了各子系统内部和外部影响因素之间的关系. 以某市电网的基础数据为例进行模型, 模拟结果表明, 如果设计合理, 需求侧响应将为整个电力系统带来巨大的效益, 而且发电公司应该积极参与到该机制中, 因为他们的消极对待不仅会给其它主体带来不利影响, 还会影响到公司自身的利益.     

基于负荷率差别定价的分时输配电价优化模型

输配电价是电力市场改革的关键,是推进售电市场放开的重要基础.随着输配电价改革不断深入,不同类型的输配电价定价方法亟待研究.本文以大工业用户输配电价为研究对象,首先,引入汉森门槛模型,内生性划分大工业用户的负荷率区间;其次,建立输配电网长期增量成本分摊模型,提出基于负荷率差别的输配电价定价方法,并借鉴分时电价思想,构建基于负荷率差别定价的分时输配电价协调优化模型,设计分电压等级、计及负荷率差别的分时输配电价;最后,以我国中部H省大工业用户为例,验证所提模型可行性.研究结果表明,所提分时输配电价定价方法吸收了负荷率电价和分时电价优点,能够兼顾效率与公平,同时有效调节电力用户需求,实现削峰填谷,一定程度缓解输配电网阻塞问题.     

具有多类资源多类用户智能电网实时定价决策

智能电网中的实时定价问题,对于当前正处于全面建设阶段的我国智能电网建设进程的后继顺利发展以及经营企业的经济效益和竞争力都将产生重要影响.基于反映智能电网中电力需求或电力消耗动态变化需求侧管理(DSM)思想,利用动态博弈理论研究了实时定价和电力采购决策问题.该研究创新性地考虑了电力零售市场中零售商通常需要采购不同电力资源然后将其销售给不同类型用户这一现实,改变以往研究电力市场中零售商和用户之间策略互动时仅研究单一类型用户和单一类型电力来源局限,使用特殊的效用函数来模型短期用户的偏好和消费模式,将采购不同类型电力资源零售商与其服务的不同类型用户之间的策略互动构造出一个五阶段动态Stackelberg博弈模型,最终使用逆推归纳法求出博弈解子博弈精炼纳什均衡,从而为零售商提出了一种基于智能电网DSM实时定价的新型博弈决策机制,既为零售商提供了一种最优采购和定价机制,也通过实时定价为不同类型用户提供电力消费的不同最优反应模式.数值仿真表明了所提出的机制的有效性及系统参数变化对决策的影响.     

天然气工商业用户分时定价与政府补贴策略北大核心CSSCI

研究了城市燃气管网中工商业用户分时定价策略和政府补贴问题,构建了工商业用户需求响应模型,给出了工商业用户的动态响应过程。为了得到燃气公司的最优定价策略和政府补贴因子,分析了城市燃气管网负荷、燃气公司收益和工商业用户效益的动态变化过程。研究结果表明:对工商业用户分时定价,存在一个最优的分时价格关系能有效降低燃气管网的峰谷负荷差,起到削峰填谷的作用。同时,实施分时定价后,会提高工商业用户效用,降底燃气公司收益。因此,政府应给予燃气公司必要的补贴作为激励,以促使工商业天然气分时定价顺利推行。     

基于转换成本和两类用户的多市场竞争:以电力零售市场为例

发展了考虑忠实用户和转换成本的不对称双寡头价格竞争模型,分析了电力零售市场中在位售电商跨区域多市场竞争策略.在输配电业务与售电业务剥离后,市场竞争强度和竞争策略仍然受到在位售电商不对称的忠实用户基础和活跃用户转换成本的影响,难以达到完全竞争的状态.模型和算例分析表明,在忠实用户份额的影响下,均衡的期望价格并非转换成本的递增函数.大公司忠实用户份额较大时,降低转换成本有可能导致市场势力的上升,而大公司忠实用户份额不太大时,较低转换成本下的双向进入市场定价也有可能高于单向进入时的期望价格.     

考虑用户类型的地市电网公司售电收益预测

地市产业结构及用户类型差异对于电网企业售电量与售电利润有着显著的影响，但现有的相关研究对此却鲜有涉及。为此，本文提出了考虑产业结构及用户类型差异的组合电量预测模型并进行售电收益分析。首先，基于时间序列的差分自回归移动平均(ARIMA)模型得到基础售电量预测结果，并选取最相关的外部因素指标进行线性回归分析；进而，通过分析最相关的外部因素指标对产业结构与用户类型的影响，计算售电量偏差值以修正基础售电量预测结果，并以修正后的结果作为考核售电收益指标的依据；最后，以某省级电网公司各地市售电量数据为例进行算例分析，结果表明本文所提模型能够充分考虑历史售电趋势与外部因素干扰对地市售电量与收益的影响，预测精度进一步提升，可为省级电网对各地市设定精确、合理的利润指标提供参考。     

计及阶梯式碳交易的综合能源系统优化调度

随着电力市场和碳市场的发展,将需求响应和碳交易机制引入综合能源系统运行调度中,有助于引导用户和系统运营商优化用电和调度计划。通过分时电价和需求响应激励补贴等综合型激励措施引导用户参与需求响应,并基于IGDT（information gap decision theory）理论构建了考虑阶梯式碳交易机制以及需求响应的综合能源系统双层随机优化调度模型,并通过KKT条件和大M法将双层模型转化为单层模型进行求解。结果表明,引入需求响应和阶梯式碳交易机制之后能够实现综合能源系统的低碳环保运行。     

基于需求侧响应的上网侧与售电侧峰谷分时电价联动机制

电价联动是继续推进电力市场化改革迫切需要解决的问题之一。针对当前峰谷分时电价的实施现状,本文在综合考虑需求侧响应及有关主体利益平衡的基础上提出了峰谷电价的联动模型，并作了案例计算。     

用户端峰谷分时电价对发电端节煤影响分析模型

实施峰谷分时电价可以改变用户电力负荷时间分布,降低电网负荷峰谷差即削峰填谷,由此可以减少高峰时段高煤耗率机组上网发电的机率,从而节约发电煤炭消耗量.首先引入峰谷分时电量需求价格弹性矩阵,在此基础上构建用户端峰谷分时电价差率优化模型; 然后,根据节能发电调度原则, 构造高峰时段发电端节煤影响分析模型; 最后,通过算例对上述模型进行分析, 结果表明,优化用户端峰谷电价差率对发电端节能具有显著效果.     

基于多智能体的居民用户天然气分时定价仿真

采用多智能体建模与仿真方法,构建了由政府、用户和燃气公司3类智能体组成的天然气分时定价系统,建立了基于消费心理行为的居民用户需求响应模型,通过智能体的协作与交互模拟城市天然气管网由于价格变化所引起的管网负荷与系统主体的演化过程。根据天然气历史消费量数据,将1天按时间划分为峰、平、谷3个时段,按照"量大价高"的原则实施峰谷分时定价政策,模拟居民用户在不同需求响应强度下燃气管网利益主体的运行状态。结果表明:1居民用户用气所占比重直接影响天然气峰谷分时价格的实施,在峰谷价格浮动比率上调时,能源消费支出逐步增多,对应的用户的满意度逐步降低,但能够有效降低峰谷负荷差,促进燃气管网平稳运行;2居民用户在不同需求响应强度下,存在一个最优的峰平谷价格比例,使得系统目标最优。     

马尔可夫过程下多类用户智能电网实时电价

基于需求响应的智能电网实时电价定价机制是调节电力供需平衡的理想手段,其实施必然对用户的用电行为和电网的运行与管理产生深远影响.本文考虑用户用电的前后关联性,给出一个基于马尔可夫决策过程并且考虑用电周期的社会福利最大化模型.根据求解该模型制定的实时电价定价策略,用户可以更加理性,更加贴近实际制定用电计划.所建立的模型考虑了状态转移概率矩阵中的参数已知和未知两种情况.相同类型用户根据用电量之间具有相互影响和相互制约的关联性给出电价策略;不同类型用户设置不同电力价格进行区分.最后针对参数已知和未知两种情况设计集中式和分布式定价策略的改进模拟退火算法,模拟仿真验证了模型的合理性和算法的可行性.     

基于主从博弈的微电网分布式能量管理策略

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者满意度和可调节负荷的综合需求响应策略;考虑源-荷双方的主动性和决策能力,建立了以电力交易代理商为领导者,分布式电源代理商和负荷代理商为追随者的交易决策博弈模型,证明了stackelberg均衡解存在唯一性,采用结合二次规划的差分进化算法对所提模型进行求解。通过对包含分布式电源和社区用户的案例进行分析,验证了所提模型和策略具有良好的收敛性和经济性。     

风电机组接地系统雷电暂态的建模与仿真

提出了一种计算风电机组接地系统雷电暂态的有效模型.该模型将接地系统建模为一系列π型电路组成的电网络,然后利用梯形积分将此电网络转换为其暂态等值计算电路,最后通过电路分析法求解接地系统地暂态响应.该模型考虑了接地电极的分布参数效应和土壤的电离现象.讨论了雷电流电的幅值、接地电极的尺寸以及土壤电阻率对接地系统暂态响应的影响.为验证该模型的有效性,将数值计算结果与电磁暂态程序EMTP的仿真结果进行了比较.     

计及需求响应及储能聚合商的分布式农村清洁能源系统运行优化模型

农村能源清洁低碳转型是乡村振兴战略推进和双碳目标实现的关键要素,农村电网作为连接农村能源供需两侧的枢纽,是构建低碳乡村、助力农村地区碳减排的排头兵,搭建分布式清洁能源系统势在必行.本文首先从建设、系统、用户、政策对农村分布式清洁能源系统进行了整体设计;其次,以面向不同用户的系统层为基础,分别构建了常规和鲁棒的分布式清洁能源系统运行优化模型;最后,选取河南某农村为仿真背景,设置多情景量化农村典型日供需低碳化水平;研究结果表明:清洁能源系统具有较好的经济与环境效益;需求响应通过转移用户负荷,促进低碳化水平提高;引入鲁棒随机优化,供能商以降低清洁能源供能量的方式,降低供能风险,但导致低碳化水平降低;储能聚合商通过灵活吸纳清洁能源弃能,能够提高低碳化水平,但受其成本等因素限制,收益较低,应注重从电价等角度给予一定的优惠.     

考虑用户风险规避的V2G备用消费价格补贴CVaR模型研究

在单风险中性电网公司与单风险规避用户组成的V2G备用销售侧系统中,用户的风险规避及电网公司对其的消费价格补贴都会直接影响用户备用预订和消费行为.在CVaR风险度量准则下,构建了考虑用户风险规避的V2G备用消费价格补贴CVaR模型,并分别求解了一体化和分散决策下有、无消费价格补贴时的用户最优备用预订容量,以及有消费价格补贴下电网公司的均衡消费价格补贴.在此基础上,给出了利用消费价格补贴协调该V2G备用销售侧系统且达到Pareto改进时用户风险规避程度、电网公司备用预订合约价格以及消费价格补贴之间满足的解析关系.最后,将模型拓展到双方考虑用户风险规避信息不对称,分析用户隐瞒风险规避程度的动机及其对有消费价格补贴下的分散决策CVaR模型的影响.研究发现:在消费价格补贴策略下,风险规避型用户的最优V2G备用预订容量与其风险规避值负相关,而与备用预订的合约价格正相关;用户的风险规避值会对其均衡时的CVaR利润产生先负向后正向的影响;在电网公司与用户对后者风险规避程度存在信息不对称的情形下,用户为了提高获得的最优CVaR利润,具有虚假报高风险规避值的动机.数值算例也验证了所提出的模型与理论分析的可行性.     

双环控制新型三相串联APF建模与仿真研究

有源电力滤波器可动态补偿电网中的谐波和无功分量.在分析整流桥直流侧并联型有源电力滤波器的基础上,提出了三相整流桥直流侧串联型有源电力滤器的基本拓扑结构,建立了基于双环控制的数学模型,并从理论上证明了基本结构和控制模型的正确性.对补偿前后三相电源电流进行了仿真研究,结果表明补偿后各相总谐波畸变率大大降低,电源电流为与电源电压同频同相的正弦波,很好地证明了该新型有源电力滤波器良好的补偿效果.     

电解铝负荷提供电力调频的信号缩减方法

针对电解铝负荷在响应电力调频信号时存在整流器抽头运动延时造成响应精度低的问题,提出了一种信号缩减方法——运动控制阈值法,结合整流器抽头动特性对调度参考调频信号进行缩减,缩减信号作为电解铝负荷控制的输入,能够有效提高电解铝负荷参与调频的响应绩效。设计了一种基于仿真的控制阈值优选方法,优选阈值参数用于电解铝调频容量决策,仿真验证了缩减方法将电解铝调频绩效提升到生产水平的有效性和阈值优选方法对电解铝负荷调频决策的适用性。     

基于云计算的大规模定制客户需求响应模型及其节点的选择与分布

云计算为大规模定制解决个性化定制和模块化生产的融合提供了现实的依据和信息技术上的支持.通过分析云计算平台体系架构和大规模定制客户需求响应服务的特点,研究了大规模定制中为了有效处理客户需求信息该如何选择与分布云计算平台中的关键节点的问题,提出了基于云计算的大规模定制客户需求响应模型,并提出一种以客户需求关联度为衡量指标的关键节点确定算法.     

基于响应面法的汽车侧撞安全性仿真优化

建立了整车侧撞有限元模型.通过与碰撞试验结果对比验证了该模型的可靠性.考虑汽车侧围结构的碰撞安全性,由整车侧撞有限元模型导出了侧围子结构模型.采用响应面法进行了车身侧围结构仿真优化.仿真结果表明:基于响应面法的子结构模型可将汽车侧撞安全性优化时间缩短至传统整车模型方法的五分之一.优化后的胸部损伤指标明显降低,满足侧撞乘员保护要求.     

电力及可再生能源证书最优订购策略

文章考虑由一个发电厂和两个电网企业组成的电力供应系统,研究了两个对称的电网企业的电力和可再生能源证书的联合订购策略.经分析发现,虽然政府规定交易需要配备相应比例的可再生能源证书,但是由于可再生能源证书的需求是依赖于电力的需求量的,所以其决策是可以独立于电力交易的;而可再生能源证书的最优订购数量与其批发价格和政府罚金的比例有关,当该比例较小时,电网企业购买证书的数量较多,反之亦然.文章还研究了两个电网企业间需求的关联性对各自订购策略及成本的影响,并发现当需求正相关时,随着相关系数的增大,电网企业订购证书的数量逐渐减少,而相应的成本却逐渐增加;当需求负相关时,结论相反,而政府则可以通过调节罚金以降低这种影响.