摘要:

摘要:气候变化背景下，全球可再生能源发电量占比持续增长，以低容量系数的风/光发电作为电量主体（电量渗透率超过50%）的极高比例可再生能源电力系统成为未来蓝图。但是，剧烈的发电波动将导致失负荷与弃电双重风险凸显，系统的灵活性供需平衡至关重要且更加复杂。文中提出面向极高比例可再生能源电力系统的新型灵活性供需平衡分析体系。首先，分析了极高比例可再生能源电力系统的主要结构特点和运行特点；然后，研究了极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡的基本原理和关键挑战；最后，指出了灵活性供需平衡评价、灵活性供需平衡模拟计算、兼顾不同天气过程的模拟场景构建是值得关注的3个关键问题，并针对性地提出了结合空间相关性建模和元件状态时序连接关系的概率化评估方法、考虑灵活性不足风险的长时序滚动模拟方法以及基于极值理论的天气场景构建方法等解决思路。

摘要:分布式电源、微电网、储能装置等海量灵活资源接入配电网使得弹性配电网成为可能。然而，上述资源在协同抵御外界冲击、恢复电网正常运行方面的潜力有待进一步挖掘。配电网中,海量资源的时空深度耦合使得其结构与控制日趋复杂，源网荷任意侧的波动都可能引发连锁故障，影响配电网安全运行。为此，文中提出考虑不确定性扰动的含海量资源配电网弹性研究框架，将抵御外部灾害与平抑内部波动纳入研究范畴。首先，拓展配电网弹性内涵，总结配电网现有灵活资源，提出含海量资源高弹性配电网结构并对其特征进行分析；其次，分别从静态拓扑与动态响应角度提出结构弹性指标、系统弹性指标实现定量分析；然后，将不确定性扰动划分为外部冲击与内部波动，并提出配电网弹性研究框架，对其数据基础、理论支撑与弹性提升技术、应用场景进行了详细梳理与讨论；最后，对含海量资源高弹性配电网进行了展望。

摘要:区域综合能源系统的源荷类型众多，不同能源之间、负荷之间以及源荷之间呈现相关特性，为此提出一种计及源荷相关性的区域综合能源系统规划方法。首先，采用Nataf变换与Cholesky分解对拉丁超立方采样进行改进，得到了考虑风电、光伏及电、气、冷、热负荷相关性的样本矩阵，进而通过改进聚类中心获得区域综合能源系统的典型源荷场景；然后，建立考虑多元异质源荷相关性的区域综合能源系统规划模型，该模型以投资、运行、外部能源交易成本及弃风弃光成本之和最小为目标函数；最后，基于IEEE 39节点电网系统、比利时20节点气网系统、14节点冷/热网系统组合的区域综合能源系统测试算例进行仿真，验证区域综合能源系统规划中考虑多元异质源荷相关性的必要性及所提方法的可行性。

摘要:分布式可再生能源与负荷的相关性对配电网规划结果有着至关重要的影响。首先，以截断的R-Vine Copula模型为基础，建立多种负荷与分布式风、光发电的高维时序联合概率分布模型；然后，提出了一种两阶段随机配电网扩展规划模型和相对应的机会约束规划模型。在该两阶段模型中,第1阶段为配电网投资决策模型，以配电网总成本最低为目标确定合适的馈线、变电站和电容器的拓展和升级方案；第2阶段为多场景下的配电网运行模型，该阶段以网损和配电网维护成本最低为目标，以配电网安全运行为边界条件确定最优的运行方案。负荷和分布式电源的相关性和随机性由场景及其实现的概率引入模型中。考虑到基于场景的随机优化模型和机会约束模型的求解较为困难，提出了一种新的双线性Benders分解算法，能够有效地求解含有大量二阶锥潮流方程的随机优化模型。最后，以中国南通市某38节点配电网为例，验证了所提模型和算法。

摘要:随着电动汽车数量逐渐增多，电动汽车接入电网会给电网运行控制带来困难。同时，以新能源为主体的新型电力系统面临功率平衡挑战。基于自适应噪声完全集成的经验模态分解(CEEMDAN)和双向长短期记忆神经网络(BILSTM)，提出了一种考虑电动汽车灵活性与风电消纳的区域电网多时间尺度调度方法。首先，通过对风电和基础负荷历史数据进行CEEMDAN，得到不同频率下的本征模态分量；其次，根据极大值点个数判据对本征模态分量进行重构；再次，利用BILSTM预测重构分量，得到风电和基础负荷数据的预测值。基于上述预测的数据，采用模型预测控制方法，建立区域电网多时间尺度调度模型。最后，通过仿真结果表明，所提预测方法具有普适性；所提的多时间尺度调度方法有效且经济，该方法可以在平抑负荷波动、降低风电并网影响的同时，利用电动汽车灵活性对风电预测实时偏差进行补偿，维持系统平衡。

摘要:大规模分布式光伏等分布式电源接入电网增大了配电网对调度灵活性的需求及传统集中调控模式的难度。为此，提出一种考虑配电网灵活性供需鲁棒平衡的两阶段日内分布式优化调度方法。第1阶段，考虑净负荷不确定性与配电网灵活性供给能力，提出分布式电源集群的灵活性供需鲁棒平衡指标，并结合模块度指标建立了配电网分布式电源集群划分模型；第2阶段，根据配电网分布式电源集群划分结果，建立适用于分布式电源集群的日内分布式优化调度模型，并采用同步型交替方向乘子法进行了求解。最后，以IEEE 33节点系统为例验证了所提方法的有效性。

摘要:传统的日前鲁棒优化算法只能提供设备各个时段的具体出力值，由于新能源出力的随机性、设备爬坡约束、储能荷电状态约束等时间耦合约束的影响，难以给日内调度计划提供调整方案。文中在考虑综合能源园区的经济调度问题时，在传统的min-max-min三层优化问题中加入设备最优出力区间变量，将时间耦合约束解耦，并引入负荷累计改变量的概念将需求响应约束解耦。储能引入了充放电标志变量，采用嵌套列与约束生成算法求解3层优化问题，并对实际碳排放表达式进行松弛和分段线性化，获得设备最优出力区间和需求响应上下界，从而在日内调度时可根据新能源出力在区间内任意调整。算例分析表明，基于最优出力区间的方法在日内调度时应对不确定性的能力更强，同时由于储能荷电状态约束的解耦，可以根据调频市场容量售价来决策储能调频容量以获取收益，进一步降低总成本。最后，分析了碳交易价格对于园区碳交易成本和CO₂减排量的影响，以此简单说明碳交易市场的运营机理。

摘要:电-气-热互联的综合能源系统（IES）在能量传输过程中具有多时间尺度特征，且气-热网络动态特性蕴含着丰富的灵活性容量，充分挖掘IES潜在的灵活性可有效提高可再生能源的消纳水平。为此，提出了一种计及次小时尺度运行灵活性的IES优化调度模型。在分析净负荷变化区间内系统运行规律的基础上，推导了电力系统的灵活性需求和资源的数学表达。然后，分析气网和热网的动态特性，并分别建立了气网和热网提供运行灵活性的数学模型。基于此，构建了计及次小时尺度运行灵活性约束的综合能源系统优化调度模型，并将模型中的非线性项进行了线性化处理。最后，采用电-气-热IES 24-20-16系统进行算例分析，结果表明，气-热网络动态特性在短时间尺度内能够提高系统的灵活性，进而显著提升系统运行的经济性。

摘要:在中国北方各热电厂进行运行灵活性提升改造的背景下，传统“以热定电”的电力电量平衡方法不再适用。为此，首先建立了含多元灵活性资源的省级电-热综合能源系统耦合平衡分析模型。该模型首先对同类设备进行聚合，以简化问题复杂度，并通过以日为周期的启发式机组组合，考虑系统备用、最小运行方式等系统安全稳定约束。然后，在小时颗粒度上进行无灵活性资源的平衡分析，以确定电力过剩情况，再根据过剩电力进行电-热灵活性资源的有序调用，实现电-热耦合平衡计算。最后，通过逐日滚动计算，得到长时间尺度的平衡结果。算例以实际电网数据为基础，验证了该模型的有效性，并使用该模型分析了灵活性资源配置对新能源消纳提升的作用效果。

摘要:需求响应是激发热力负荷灵活性以及促进新能源消纳的重要途径之一。针对传统需求侧管理未考虑异构热力负荷功率粒度和时间粒度可能造成调控功率偏差的问题，提出一种考虑用户多粒度用电属性的热力负荷协同优化调控方法。首先，揭示不同功率粒度或时间粒度热力负荷的协同响应机理，建立计及多粒度用电属性的热力负荷模型；其次，根据各热力负荷的粒度属性差异评估调控优先级，以需求响应引导热力负荷主动参与负荷调控，达到多粒度热力负荷协同互补的目的；最后，以系统净交换功率惩罚成本、单位碳排放社会成本、购电成本、不同优先级用户的经济补贴成本以及用户满意度降低惩罚成本为优化目标，仿真分析多粒度热力负荷参与地区电网电力电量平衡调控，以实现地区电网的灵活性提升。

摘要:交直流混合配电网是主动配电网的重要分支，其灵活性运行域研究对实现输-配电网主动交互及高效经济调度具有重要意义。计及光伏、储能及可控负荷的灵活运行特性，文中构建了基于DistFlow潮流模型的交直流混合配电网功率灵活性运行域模型。首先，为降低光伏出力随机性的影响，采用多个典型场景下运行域的交集作为交直流混合配电网的灵活性运行域，并采用椭圆对多个连续时段的交流侧根节点有功功率-无功功率、电压源型换流器（VSC）交互有功功率的运行域进行近似。其次，通过添加外近似多边形顶点约束将模型转化为单层优化模型求解，在最大化椭圆面积的同时保证其分解可行性。最后，采用33节点和93节点交直流混合配电网为算例进行分析，研究了储能、可控负荷、VSC控制方式以及不同光伏渗透率对功率灵活性运行域的影响，采用蒙特卡洛方法验证了椭圆灵活性运行域的分解可行性，并在求解速度和精度上与传统方法进行了对比。

摘要:随着可再生能源发电比例不断提高，提高电力系统灵活调节能力、维持电力系统频率稳定是新型电力系统研究中的关键问题。电动汽车作为一种具有快速响应特性的灵活性资源，如何充分引导其参与调频是当前研究热点。现有研究多利用聚合商管理电动汽车集群参与调频辅助服务市场，但此模式对于电动汽车用户的数据隐私安全来说存在较高风险，第三方聚合商在调频交易中也与用户存在利益冲突，电网调度中心、聚合商、电动汽车用户三者之间存在地位不平等、信息不对称的问题，用户不依赖聚合商参与调频辅助服务市场的通道尚不存在。因此，文中给出虚拟聚合商定义，提出虚拟聚合调频框架，基于联盟链的共识机制、智能合约等技术实现电网调度中心和电动汽车所需的调频资源聚合、调频指令分解等服务。算例表明，所提虚拟聚合调频框架可在联盟链网络中实现去中心化的分布式调频优化，在收益分配方面更加公平合理，有利于激励电动汽车用户保持高响应水平，促进电动汽车灵活性资源利用。

摘要:高比例新能源并网引发的高波动性和高随机性使得电力系统对灵活性资源的需求更为迫切，而灵活爬坡产品可有效提升电力系统的灵活性。然而，目前灵活爬坡产品的研究主要集中在发电侧，用户侧灵活爬坡产品的交易策略还有待研究。为管理分散的用户侧提供的灵活爬坡产品，以虚拟电厂作为聚合模式，利用弹性价格统一向用户购买灵活爬坡产品并聚合后售卖给主网。为兼顾虚拟电厂和用户侧的利益，建立考虑灵活爬坡产品交易的用户侧虚拟电厂能源交互双层优化模型，并提出一种基于随机排序的代理模型进化算法进行模型求解。该算法采用径向基函数网络拟合所提双层模型，克服了用户私有信息获取的难题。此外，随机排序方式避免了单一代理模型误差过大而导致的寻优偏离。算例在PJM电价数据集上的测试结果验证了所提算法的精确性和可行性，为用户侧灵活爬坡产品的交易提供了理论决策依据。

摘要:高渗透率的分布式电源接入负荷侧以后，配电网的结构形态和运行形态将发生重大改变。在此背景下，研究边缘计算-云计算协同（简称“边云协同”）框架下的新型电力系统调度方式和优化模型。采用合作式博弈作为边云协同交互优化的理论基础，边云两侧分别搭建需求侧灵活性资源调度优化模型和配电网侧考虑网络拓扑约束的出清优化模型。此外，考虑到通信过程中可能出现的丢包现象，建立以边缘服务平台为枢纽的双层闭环控制模型。通过算例仿真验证了交互调度方案和控制模型的经济性与可靠性。

摘要:配电网韧性是指配电网抵御极端灾害、减少故障损失、尽快恢复供电的能力。为了避免配电系统因韧性不足而引起的大规模停电事故，文中提出一种端对端(P2P)交易模式下基于移动储能(MES)共享的配电系统韧性提升策略。首先，构造了一个P2P交易框架。在此框架下，配电系统中的用户能够根据负荷需求对电能进行管理、分配，实现发电、用电和储能之间的源荷储协同；其次，提出了MES共享机制，通过优化MES的行驶路径与充放电功率，实现MES的时空转移与系统的韧性提升；然后，提出基于比例分配法的MES共享成本均摊机制；最后，基于Julia分别对15节点、IEEE 33节点、IEEE 69节点辐射型配电系统进行仿真分析，验证了所提策略的有效性。

摘要:针对当前配电线路覆冰情况多发、过负荷融冰易出现潮流越限的问题，文中充分考虑智能软开关(SOP)的灵活调节能力和移动融冰装置（MDID）的机动性，提出一种配电网多时段融冰策略优化方法。首先，基于热平衡方程和气象数据刻画融冰过程中的覆冰厚度变化规律。其次，考虑交通网对MDID移动时长影响，以线路断线和潮流越限风险最小为目标，建立了基于SOP过负荷融冰和MDID路径调度协调配合的配电网双层优化模型，采用精英保留的遗传算法对模型进行求解。最后，采用手拉手IEEE 33节点配电网和114节点配电网进行算例分析。仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要:分布式能源并网、辐射状与环状拓扑混合运行、量测误差等影响因素使得配电网在线拓扑难以准确获得。为此，文中提出了一种基于两阶段特征选择和格拉姆角场(GAF)的配电网拓扑辨识方法。首先，基于XGBoost和最大信息系数的两阶段特征选择方法筛选出不含冗余拓扑特征信息的重要量测。其次，基于GAF特征变换，将一维的配电网时间断面量测数据变换为二维的GAF，在保留时间断面的节点电压分布规律的同时，有效表征节点电压幅值分布中的拓扑特征信息。最后，设计了一种适用于拓扑辨识的三卷积层神经网络模型，凭借卷积和池化的运算特性以及抗噪性，稳定地提取GAF所蕴含的拓扑特征信息，从而准确建立配电网节点电压幅值分布到拓扑的映射关系。通过IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性，并分析了所提方法对不同噪声水平、数据缺失比例以及其他场景的适应性。

摘要:为实现具有鲁棒性的风光储联合规划以应对可再生能源出力不确定性带来的负面影响，提出基于鲁棒驱动的多场景置信间隙决策理论(MCGDT)；以风光消纳率最大化和总投资成本最小化为优化目标，构建了基于MCGDT的风光储联合鲁棒规划模型；基于不确定性理论将模型中复杂的机会约束进行等效确定性转换，设计了一种新颖的交叉熵-雷达扫描微分进化算法高效求解模型。MCGDT不仅能弥补常规鲁棒优化和信息间隙决策理论未能计及鲁棒准确性以及随机因素多态性的不足，还能解决随机规划中典型场景不具有区间遍历性的问题，可实现更为合理而准确的不确定性规划。所提理论与方法的有效性和优越性通过算例分析得到了验证。

摘要:功率扰动发生的随机性使得风电调频能量具有不确定性，导致其设定的调频参数可能无法匹配实际调频能力，并具有一定不可知性；同时，虚拟惯量和一次调频具有相同的调频能量来源，无法实现合理的自然分配，使得电网无法获知体现风场调频能力的等效参数。为此，从电网运行的角度，构建了风电调频能量联动分配机制，使得虚拟惯量和一次调频在总量约束下联动分配两个调频环节的能量；在此基础上，考虑运行点偏移的机械能捕获损失，根据风速信息得到风机可释放净能量的表达模型；进一步，根据能量分配模型计算等效调频参数，由此使得风电在中低风速下可参与快速调频全程，避免电网调频环节间的能量失衡，并具备与时变风速和实际调频能力相匹配的明确等效调频参数。最后，阐明了所提方法在风场端和电网端的应用模式。仿真算例结果表明，等效风电调频参数可通过获取变化风速数值滚动更新，具有联动、可知的特性，且跟随风速变化具有时变性，可以有效反馈风电实际的调频能力，使得电网运行可及时获取风场及全网的调频水平。

摘要:随着风电大规模接入电网，风电功率概率预测的需求愈加迫切。为了实现短期风电功率概率分布预测，提出了一种基于改进梯度提升算法的短期风电功率概率预测方法。首先，分析了梯度提升算法应用于短期风电功率概率预测存在的问题。其次，利用负对数似然损失函数作为梯度提升算法中的损失函数，并利用费希尔信息矩阵修正损失函数在概率分布参数空间的梯度，将其转换为概率分布空间的自然梯度。然后，基于自然梯度提出适用于短期风电功率概率分布预测的改进梯度提升算法。最后，将所提算法与传统的梯度提升算法和其他算法进行对比，结果显示，所提算法训练过程收敛较快并且具有较好的预测性能，验证了其实用性和有效性。

摘要:为了更好地挖掘电网-交通网强耦合态势下电动汽车充电负荷的时空动态特征，提高充电负荷预测精度，提出了一种基于图WaveNet的电动汽车充电负荷预测框架。首先，将耦合的电网-交通网中的充电站看作充电负荷节点；然后，把充电站的充电负荷数据作为节点的特征信息，将各个节点构造成一张图，并把蕴含充电负荷空间维信息的图和充电负荷的时间维信息输入自适应图WaveNet框架中进行预测；最后，以中国某市城区内的充电站负荷数据为例，将基于自适应图WaveNet框架的预测结果与现有方法的预测结果进行对比，验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要:2022年6月15日至24日，澳大利亚国家电力市场(NEM)暂停运行，引起了业界的广泛关注。首先，文中结合NEM暂停前后的运行情况，从市场运行数据分析入手，对NEM暂停运行的紧急状态应对机制进行深入剖析，着重分析澳大利亚电力市场运营机构(AEMO)的应对措施与实施程序。进一步，总结梳理近年来世界各地电力市场紧急状态的案例与应对机制，包括对紧急状态的判定标准和干预手段的相关规定，并对其进行归类与总结，寻找共性的机制要素。最后，基于国际经验对中国当前正在推进的电力市场建设提出紧急状态应对的相关政策建议，包括：认定标准、运行机制、定价和补偿机制、市场恢复机制等方面。