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基于需求側(cè)響應的能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究-資料下載頁

2025-06-24 15:53本頁面
  

【正文】 是指電源、電網(wǎng)、負荷與儲能四部分通過多種交互手段,更經(jīng)濟、高效、安全地提高電力系統(tǒng)的功率動態(tài)平衡能力,從而實現(xiàn)能源資源最大化利用的運行模式和技術(shù),該模式是包含“電源、電網(wǎng)、負荷、儲能”整體解決方案的運營模式。作為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心和紐帶,電力系統(tǒng)的“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式能夠更為廣泛地應用于整個能源行業(yè),與能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與體制相結(jié)合,形成整個能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運營模式。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化有了更深層次的含義;“源”包括石油、電力、天然氣等多種能源資源;“網(wǎng)”包括電網(wǎng)、石油管網(wǎng)、供暖網(wǎng)等多種資源網(wǎng)絡(luò);“荷”不僅包括電力負荷,還有用戶的多種能源需求;而“儲”則主要指能源資源的多種倉儲設(shè)施及儲備方法。能源互聯(lián)網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運營模式的主要架構(gòu)如圖8所示。圖8 能源互聯(lián)網(wǎng)“源–網(wǎng)–荷–儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運營模式為支撐上述能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化模式的流暢運行,需要有一定的技術(shù)架構(gòu)作為基礎(chǔ)來實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)不同模塊之間的能量流與信息流互聯(lián)互通,根據(jù)能量流與信息流的流動方向,能源互聯(lián)網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式的技術(shù)架構(gòu)如圖9所示圖9 能源互聯(lián)網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)架構(gòu)如圖9所示,為實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)在廣域范圍內(nèi)的“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化,技術(shù)框架包含 4個主要部分:1)在系統(tǒng)規(guī)劃部分,需要有專項技術(shù)優(yōu)化各類型電源(包括集中式與分布式)的選址定容、微網(wǎng)及主網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計,為“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運行奠定基礎(chǔ)。2)在系統(tǒng)運行部分,需要有專項技術(shù)能夠在微觀層面上控制各分布式電源及儲能設(shè)備的充放電,實現(xiàn)用戶端各模塊的內(nèi)部自優(yōu)化、自適應,提高各模塊的可控性。在宏觀層面上,形成新能源發(fā)電與傳統(tǒng)化石能源發(fā)電出力的優(yōu)化組合,通過分布式發(fā)電、儲能設(shè)備等技術(shù),引導用戶用電負荷主動追蹤發(fā)電側(cè)出力。3)在系統(tǒng)信息通信部分,需要有專項信息交互技術(shù)保證信息流在各個能源模塊間的雙向自由流動,收集各個模塊的數(shù)據(jù)信息并進行初步的分類、處理,隨時滿足用戶的初級數(shù)據(jù)需求,并且將收集來的數(shù)據(jù)輸入云端信息處理部分。4)在云端信息處理部分,需要有專項技術(shù)把能源供應模塊、能源網(wǎng)絡(luò)模塊以及能源需求的數(shù)據(jù)信息進行集成、處理、分析以對外公布,同時反饋到優(yōu)化模塊來制定系統(tǒng)的優(yōu)化運行計劃,在較為長遠的時間尺度上,將全能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息反饋到系統(tǒng)能源規(guī)劃模塊中,以進一步循環(huán)優(yōu)化、修正系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計。為進一步強化能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在推動新能源并網(wǎng)、構(gòu)建新能源電力系統(tǒng)方面的推動作用,應當在目前已有的智能電網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上,嵌套更為先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)之間的能量信息連接橋梁,同時配合廣域能源規(guī)劃技術(shù)、運營技術(shù),實現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體優(yōu)化。1)能源模塊信息能量交互分析技術(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)框架下,各個模塊之間信息能量充分互聯(lián)互通,這需要以強有力的交互技術(shù)為基礎(chǔ),該技術(shù)也是分散模塊自平衡模式、廣域能源供需協(xié)同優(yōu)化運行模式的關(guān)鍵技術(shù)支撐。主要包括信息交互和能量交互兩個方面。信息交互方面,未來主要的技術(shù)研發(fā)方向為云端大數(shù)據(jù)信息交互,包括大數(shù)據(jù)采集技術(shù)、識別技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。將這些技術(shù)與云計算技術(shù)、云存儲技術(shù)等相結(jié)合,將能源大數(shù)據(jù)采集到云端后,通過數(shù)據(jù)識別技術(shù)篩選有用數(shù)據(jù),并對異常數(shù)據(jù)進行修正,通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對多能源模塊的能源信息進行深度信息挖掘。對于集中式能源模塊,可從云端系統(tǒng)獲取系統(tǒng)調(diào)度計劃安排、實時狀態(tài)數(shù)據(jù)等,參與調(diào)度計劃制定等過程,對系統(tǒng)能量流動進行動態(tài)調(diào)整能量交互方面,依托主動式配電網(wǎng)等技術(shù),將分布式發(fā)電、儲能設(shè)備、電動汽車等視為能源生產(chǎn)與消費相結(jié)合的能量單元,建立分散能源模塊與集中能源模塊之間的雙向能量流動渠道,“能量攜帶信息”將是未來的重點研究方向。 2)能源資源協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)以電力系統(tǒng)為核心,同時還包括石油、天然氣、煤炭等多種一次能源系統(tǒng),要充分發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對新能源電力系統(tǒng)建設(shè)的推動作用,必須要在系統(tǒng)規(guī)劃階段就實現(xiàn)優(yōu)化協(xié)調(diào),并將其作為系統(tǒng)優(yōu)化運行的基礎(chǔ)。廣域能源資源協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)也是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一,與能源供需協(xié)調(diào)優(yōu)化規(guī)劃模式相對應。在宏觀層面上,利用大數(shù)據(jù)平臺搜集分析我國未來消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、能源供需結(jié)構(gòu)調(diào)整等具體數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)解讀分析技術(shù),采用統(tǒng)計分析、機器學習等手段挖掘推導大數(shù)據(jù)中有價值的規(guī)則及關(guān)系。在微觀層面上,借助地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS),繪制區(qū)域能源地圖,通過大數(shù)據(jù)解讀技術(shù)對大數(shù)據(jù)本身及其分析過程進行深層次的剖析以及多維度的展示,分析區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),運用大數(shù)據(jù)整合分析技術(shù)整合人口數(shù)據(jù)、區(qū)域經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)、節(jié)能數(shù)據(jù)、能源消費等,可視化地展現(xiàn)區(qū)域能源供應點及供應網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施情況,為未來的擴張規(guī)劃提供直觀數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。3)廣域綜合能源協(xié)同調(diào)度技術(shù)傳統(tǒng)的電力需求側(cè)管理將被進一步放大為全能源領(lǐng)域的綜合用能管理。將需求側(cè)的節(jié)能降荷效果視為與供應側(cè)相同等的資源,通過需求側(cè)管理模擬分析技術(shù),分析單種政策、技術(shù)影響下用戶的負荷曲線和最高峰負荷變化情況;對這些需求側(cè)資源進行優(yōu)化組合、對政策和技術(shù)等調(diào)控手段進行優(yōu)化組合,配合儲能設(shè)備的有序充放電,使用戶的負荷曲線主動追蹤分散式能源模塊與集中式能源模塊的發(fā)電出力,其優(yōu)化過程如圖10所示。圖10 供需雙側(cè)協(xié)調(diào)優(yōu)化過程目前多種能源系統(tǒng)之間相互結(jié)合的關(guān)鍵點主要是能源的供需雙側(cè):在供應側(cè)有風電制氫、電氣互聯(lián)等多能源協(xié)同方式;能源需求側(cè)則可實現(xiàn)在多種能源之間自由切換、自由選擇,因此能源供需兩端是能源互聯(lián)網(wǎng)中多種能源之間的相互結(jié)合點,該結(jié)合點需要廣域綜合能源協(xié)同調(diào)度技術(shù)來實現(xiàn),該技術(shù)與廣域能源供需協(xié)同優(yōu)化運行模式相對應,主要包括兩方面:在能源供應側(cè),通過機器學習、模式識別、大數(shù)據(jù)分析、趨勢預測與建模技術(shù),建立新能源發(fā)電出力與周邊環(huán)境因素之間的相關(guān)關(guān)系分析模型,以聚類分析結(jié)果為基礎(chǔ),更好地管理新能源的多變特性,形成優(yōu)化的機組出力組合。在能源需求側(cè),利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對宏觀能源消費數(shù)據(jù)及區(qū)域用數(shù)據(jù)進行精細化預測分析,尋找能源消費數(shù)據(jù)與其他信息數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系,建立差異化大數(shù)據(jù)分析模型。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對用戶的需求側(cè)響應過程進行動態(tài)模擬仿真,對不同用戶的負荷響應速率、響應負荷進行分層分析,預測不同需求側(cè)響應措施的實施效果,為系統(tǒng)運行過程中的動態(tài)需求側(cè)響應方案設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐,引導用戶負荷主動追蹤清潔能源發(fā)電出力。
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