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基于需求側(cè)響應(yīng)的能源互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究-文庫(kù)吧資料

2025-06-30 15:53本頁(yè)面
  

【正文】 備用。通過(guò)計(jì)量技術(shù)和用戶端口技術(shù)可實(shí)現(xiàn)以下基本功能:讀表、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、消費(fèi)計(jì)額、 竊電檢測(cè)以及實(shí)時(shí)定價(jià)和實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi);根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)信息進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié),控制負(fù)荷開(kāi)關(guān)的自動(dòng)連接/斷開(kāi),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)需求響應(yīng);在網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)融合;設(shè)備性能和電能質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制;提供更高一級(jí)的電力服務(wù)用戶實(shí)現(xiàn)信息共享(如電力消費(fèi)信息和電網(wǎng)運(yùn)行信息數(shù)據(jù)化展示,用戶用電方案、停電信息的通知等)。⑤電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及管理。③遠(yuǎn)程連接/斷開(kāi)。用戶端口技術(shù)(Consumer Portal)在能源供應(yīng)者和消費(fèi)者之間建立信息交互端口,提供能量服務(wù)功能,包括:①需求響應(yīng)和實(shí)時(shí)定價(jià)。通過(guò)上述通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)以下基本功能:設(shè)備間實(shí)時(shí)交互,連接各種智能電子設(shè)備、智能電能表、控制中心、電力電子裝置、保護(hù)系統(tǒng)以及終端客戶,創(chuàng)建即插即用的環(huán)境;微電網(wǎng)自身、多個(gè)微電網(wǎng)以及微電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的信息交換得以實(shí)時(shí)互動(dòng);有效提高微電網(wǎng)的安全防御能力并為微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自管理提供有效基礎(chǔ)。分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)管理的關(guān)鍵技術(shù)主要分為以下五個(gè)方面:。為了改進(jìn)用電方式,實(shí)現(xiàn)科學(xué)用電、節(jié)約用電和有序用電所開(kāi)展的相關(guān)活動(dòng),如圖7所示:圖7 分布式能源系統(tǒng)示意圖電力需求側(cè)管理(DSM)是指為提高電力資源利用效率,是對(duì)終端用戶進(jìn)行負(fù)荷管理和技術(shù)改造,使用電負(fù)荷平均化,提高終端能源使用效率及實(shí)現(xiàn)綜合資源規(guī)劃等?!胺植际侥茉础笔侵阜植荚谟脩魝?cè)的能源綜合利用系統(tǒng)。圖5 分層管理配電系統(tǒng)管理層下分若干區(qū)域,每個(gè)區(qū)域均有相對(duì)應(yīng)的電動(dòng)汽車控制層;對(duì)于接入微電網(wǎng)的電動(dòng)汽車,電動(dòng)汽車控制層與微電網(wǎng)系統(tǒng)管理層相連接,每個(gè)配電系統(tǒng)下轄若干個(gè)微電網(wǎng)管理層和若干個(gè)區(qū)域的電動(dòng)汽車控制層??紤]到微電網(wǎng)將是今后電網(wǎng)發(fā)展的主要構(gòu)成部分,將成為輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)之后的第三級(jí)電網(wǎng)。因?yàn)橐坏?duì)其采取集中調(diào)度,會(huì)導(dǎo)致在優(yōu)化問(wèn)題上的“維數(shù)災(zāi)難”以及通信傳輸?shù)确矫娴南嚓P(guān)問(wèn)題,故需要由中低壓,甚至微電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)電動(dòng)汽車的調(diào)度管理。電動(dòng)汽車作為一種充、放電時(shí)間可控的特殊負(fù)荷,如第二章、第三章中所述,若從電網(wǎng)側(cè)對(duì)電動(dòng)汽車的充、放電時(shí)間加以控制,例如選擇在夜間用電低谷時(shí)段充電、選擇在用電高峰時(shí)段將電能倒送回電網(wǎng),或者對(duì)電動(dòng)汽車的充、放電狀態(tài),如充電功率、電池電量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理,通過(guò)控制設(shè)備來(lái)控制充、放電功率的大小,對(duì)于改善電網(wǎng)特性,減少系統(tǒng)峰谷差方面可以起到積極的作用。其次,通過(guò)V2G技術(shù),能夠整合可再生能源,平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷,從而提高能源的使用效率。 V2G作為一種構(gòu)建電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)之間互動(dòng)關(guān)系的技術(shù),具有重要的戰(zhàn)略意義。對(duì)于電網(wǎng)公司而言,電動(dòng)汽車可作為可移動(dòng)儲(chǔ)能裝置和調(diào)峰系統(tǒng),在電力供應(yīng)富余時(shí)充電,提高電力的利用效率,在用電緊張時(shí)放電,緩解用電壓力,延緩電網(wǎng)建設(shè)投資,提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。將處于停駛狀態(tài)的電動(dòng)汽車接入電網(wǎng),并且數(shù)量足夠多時(shí),電動(dòng)汽車就可以作為可移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能裝置,在滿足電動(dòng)汽車用戶行駛需求的前提下,將剩余電能可控回饋到電網(wǎng)。研究表明,與智能車輛和智能電網(wǎng)同步進(jìn)展,插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)和純電動(dòng)汽車(EV)將在20年之內(nèi)成為配電系統(tǒng)本身不可分割的一部分,提供儲(chǔ)能,平衡需求,提高緊急供電和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。圖4 電動(dòng)汽車V2G示意圖 V2G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與車輛的雙向互動(dòng),是智能電網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分。而另一方面,當(dāng)動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能裝置時(shí),可以將其作為系統(tǒng)的備用容量,或者峰荷時(shí)向電網(wǎng)提供能量,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行。通過(guò)這種方式,電動(dòng)汽車用戶可以在電價(jià)低時(shí),從電網(wǎng)買電,電網(wǎng)電價(jià)高時(shí)向電網(wǎng)售電,從而獲得一定的收益。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)高時(shí),由電動(dòng)汽車儲(chǔ)能源向電網(wǎng)饋電。對(duì)于電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的研究,主要集中于以下兩個(gè)方面:電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換(V2G)對(duì)電網(wǎng)的影響;適用于電動(dòng)汽車充放電的電力需求側(cè)管理調(diào)度方法。(V2G)研究作為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的主要構(gòu)成形態(tài),電網(wǎng)中的分布式儲(chǔ)能設(shè)備正在大規(guī)模的發(fā)展,而如今社會(huì)中,汽車已經(jīng)成為人們不可或缺的代步工具,電動(dòng)汽車今后勢(shì)必將成為電網(wǎng)中的重要負(fù)荷,文獻(xiàn)[37]描述了電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的趨勢(shì)。在未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,由于用戶具有多種能源使用選擇,用戶的可調(diào)節(jié)用能負(fù)荷范圍除了傳統(tǒng)的可轉(zhuǎn)移負(fù)荷和可中斷負(fù)荷外,還包括用戶用能需求中的可替代負(fù)荷,如氣電負(fù)荷的替代。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,應(yīng)該利用大數(shù)據(jù)技術(shù),在充分考慮外部影響因素(天氣、溫度、交通道路情況等)的條件下,基于改進(jìn) ARIMA、馬爾科夫鏈、支持向量機(jī)、多元線性回歸等時(shí)序預(yù)測(cè)模型,構(gòu)建考慮多維不確定性擾動(dòng)的分布式能量單元功率預(yù)測(cè)模型,利用歷史和反饋數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正,提高預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度[4041]。對(duì)于分布式能量單元出力預(yù)測(cè)主要涵蓋可再生分布式電源的功率預(yù)測(cè)以及 EV充放電特性分析。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,用戶的角色將逐步從單向的能源消費(fèi)者向雙向的生產(chǎn)消費(fèi)者轉(zhuǎn)變[37],用戶的綜合用能特性是其能量生產(chǎn)與消費(fèi)單元自平衡后的外部表現(xiàn)特征。圖3 多能源管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)多能源智能管理一方面能夠?qū)δ茉醇€器中能源輸入、輸出端口進(jìn)行實(shí)時(shí)的流量監(jiān)測(cè)和控制,對(duì)內(nèi)部CHP、儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)調(diào)控,承擔(dān)能源集線器內(nèi)部能源調(diào)配任務(wù);另一方面,能夠?qū)τ脩舨煌愋湍芰繂卧\(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),進(jìn)而根據(jù)外部環(huán)境、能源市場(chǎng)價(jià)格、系統(tǒng)整體運(yùn)行情況以及用戶用能習(xí)慣,對(duì)各類型能量單元工作狀態(tài)進(jìn)行管理,優(yōu)化用戶整體的能源消費(fèi)曲線,提高用戶的用能效率,引導(dǎo)用戶制定最優(yōu)用能策略[32]。(1)多能源智能管理技術(shù)在電力系統(tǒng)中,針對(duì)家庭能量管理(home energy management,HEM)、自動(dòng)需求側(cè)響應(yīng)(autoDR)等智能用電管理技術(shù)的研究都比較深入,以傳統(tǒng)DR為核心的智能用電已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)施階段[31]。同時(shí),多類型的能源存儲(chǔ)設(shè)備使得在需求側(cè)能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ),平抑高比例可再生能源能源系統(tǒng)中能源供給的波動(dòng)性[26]。保證可靠的能源供應(yīng)是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)之一[25]。IDR 的實(shí)施能夠增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性,提高用戶在系統(tǒng)運(yùn)行和能源市場(chǎng)中的參與程度,充分挖掘用戶需求側(cè)的調(diào)節(jié)潛力,實(shí)現(xiàn)未來(lái)多能源系統(tǒng)的供需協(xié)調(diào)優(yōu)化以及區(qū)域能源系統(tǒng)的自平衡,從而提高系統(tǒng)中可再生能源的接入比例以及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的靈活性。②用戶用能層面,IDR的實(shí)施使用戶能夠?qū)Χ鄠€(gè)能源市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)做出反應(yīng),依據(jù)價(jià)格信號(hào)調(diào)整自身不同類型能源使用需求和用能習(xí)慣,從而降低自身的用能成本,同時(shí)分布
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