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-在線瀏覽
2025-08-11 15:53本頁面
【正文】 013]。本技術(shù)報告從能源互聯(lián)網(wǎng)和IDR的基本概念出發(fā)，首先闡述IDR資源在能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用和IDR實施的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合電動汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換(V2G)對電網(wǎng)的影響為例來加以說明。最后在分析能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)兼容性的基礎(chǔ)上，提出能源互聯(lián)網(wǎng)的“源–網(wǎng)–荷–儲”協(xié)同優(yōu)化運營模式，總結(jié)其協(xié)調(diào)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，并提出相應(yīng)的政策建議及展望。在能源互聯(lián)網(wǎng)中能源供給和消費的形式更為多樣化，相互之間的轉(zhuǎn)換也更為靈活多變，由此總結(jié)出能源互聯(lián)網(wǎng)的如下特征：1)能源形式的多元化和高滲透率；2)大量的分布式能源接入使得能源的生產(chǎn)側(cè)、傳輸側(cè)和需求側(cè)在地理上不再分隔；3)更為靈活的能源交互需要跨區(qū)域的潮流分布和多源間的協(xié)同調(diào)度支持；4)多種能源間的交互需要海量的數(shù)據(jù)量測處理和多元應(yīng)用；5)社會的互動參與成為影響能源互聯(lián)網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的核心內(nèi)容。評價能源調(diào)配質(zhì)量的重要依據(jù)將主要參考用戶參與度，能源交易以及對不同能源形式的傾向性選擇，勢必帶來能源交易的自由化和多邊化發(fā)展。圖2 IDR整體實施流程可以說，IDR是依托于用戶側(cè)的多能源智能管理系統(tǒng)，通過電力市場、天然氣市場、碳交易市場等多個能源市場價格信號引導(dǎo)改變用戶綜合用能行為的機制和手段。 IDR在能源互聯(lián)網(wǎng)中的作用IDR 是能源互聯(lián)網(wǎng)中能量流、信息流與價值流匯聚融合在用戶側(cè)的重要體現(xiàn)，其實施能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)供需雙側(cè)資源的協(xié)同效益[2021]。 1)提升經(jīng)濟性。同時，用戶側(cè)的多能源互補協(xié)同利用，能夠給系統(tǒng)調(diào)節(jié)供需平衡提供“軟托盤”，使得用戶用能需求產(chǎn)生更大的彈性，保證能源互聯(lián)網(wǎng)中高比例接入可再生能源，降低系統(tǒng)的調(diào)節(jié)成本，提高系統(tǒng)運行整體的經(jīng)濟性[23]。 2)提高靈活性。3)增強可靠性。在一種類型能源網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或者局部、個別時段的能源短缺時，IDR能夠激勵用戶在不同時段通過不同類型能源轉(zhuǎn)換的方式進行能量補充，提高整個能源系統(tǒng)供能的可靠性。 的關(guān)鍵技術(shù)在未來能源互聯(lián)的多能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，IDR 需要借助一系列的支持技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)，主要包括多能源智能管理技術(shù)以及綜合用能預(yù)測分析技術(shù)。多能源智能管理技術(shù)是實現(xiàn)供需互動，保證用戶基本用能需求和用能感受，實施IDR 的關(guān)鍵技術(shù)之一，其基本邏輯框架如圖3所示。(2)綜合用能特性預(yù)測分析技術(shù)在傳統(tǒng) DR中，用戶作為用能單元，系統(tǒng)只是通過相應(yīng)的激勵手段引導(dǎo)用戶調(diào)整用能行為，實現(xiàn)供需匹配[36]。因此，對于用戶綜合用能特性的分析，應(yīng)主要包括 2個方面，一方面是各類型分布式能量單元出力預(yù)測，另一方面是用戶基本用能需求以及可調(diào)控潛力分析。文獻[38]通過對比傳遞函數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混合預(yù)測函數(shù)以及 自回歸積分滑動平均模型(autoregressive integrated moving average model，ARIMA)對太陽能輻射功率的預(yù)測結(jié)果，提出了改進的 ARIMA 模型對太陽能輻射功率進行預(yù)測；文獻[39]通過對不同類型汽車、不同駕駛習慣以及停放特性的分析，構(gòu)建了停車生成率模型預(yù)測電動汽車停車的時空分布特征，進而通過蒙特卡洛仿真對電動汽車充電負荷的時空特性進行了分析。對于用戶基本用能需求以及可調(diào)控潛力的測算，需要在用戶歷史用能數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對用戶用能需求進行分類，明確剛性和可調(diào)控用能負荷范圍[4243]，進而分析用戶各類型用能需求對于多能源市場的價格彈性。因此，下階段應(yīng)該重點研究用戶使用不同類型能源的邊界條件和行為選擇，分析用戶不同類型能源消費間的交叉彈性和可替代程度，進而構(gòu)建不同基準值下用戶的IDR響應(yīng)潛力測算模型。文獻[38]提出了一個具體工程對電動汽車和智能電網(wǎng)進行整合。(V2G)對電網(wǎng)的影響V2G是VehicletoGrid的簡稱，它的核心思想在于電動汽車和電網(wǎng)的互動，利用大量電動汽車的儲能源作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖。而當電網(wǎng)負荷低時，用來存儲電網(wǎng)過剩的發(fā)電量，避免造成浪費。當電動汽車作為負荷時,可以通過技術(shù)手段和經(jīng)濟手段合理安排充電時間,實現(xiàn)有序充電管理,達到移峰填谷的效果,提高系統(tǒng)運行效率，減少對電網(wǎng)安全的影響。在這種背景下,V2G的概念應(yīng)運而生。V2G技術(shù)的發(fā)展將極大地影響未來電動汽車商業(yè)運行模式。據(jù)研究顯示，90%以上的乘用車輛每天平均行駛時間1小時左右，95%的時間處于閑置狀態(tài)。對電動汽車用戶而言,在實行浮動電價的前提下,選擇在低電價時給車輛充電,高電價時將儲存的能量出售給智能電網(wǎng),利用其中的差價來獲得補貼,降低置換電動汽車的使用成本。對于汽車企業(yè)而言,目前面臨著電動汽車短時間內(nèi)不能大量普及的困境,一個重要原因就是電動汽車的成本過高,V2G技術(shù)的運用則能使電動汽車的使用成本有效降低,降低電動汽車用戶的負擔,反過來必然也將會推動電動汽車的大力發(fā)展,汽車企業(yè)也將會迎來新的發(fā)展契機。首先,電動汽車使用的規(guī)?；?能夠直接降低汽車使用周期的CO2排放。最后，V2G技術(shù)還能夠讓電動汽車通過調(diào)峰來獲取可觀的經(jīng)濟效益。然而，大量電動汽車的接入，使得輸電調(diào)度系統(tǒng)無法對這些電動汽車進行逐一調(diào)度。采用分層分區(qū)的管理模式可以避免電動汽車充、放電控制中的問題。故在下述調(diào)度方法中，將系統(tǒng)按調(diào)度職能分為四層：第一層為輸電系統(tǒng)管理層；第二層為配電系統(tǒng)管理層；第三層為微電網(wǎng)系統(tǒng)管理層；第四層為電動汽車控制層，如圖5所示。如圖6所示：圖6 分區(qū)管理分層分區(qū)調(diào)度適用于電動汽車充、放電的電力需求側(cè)管理調(diào)度方法，為電動汽車大規(guī)模接入微電網(wǎng)，提供了技術(shù)和管理上的支持，可以有效控制潮流，同時提高采集廣泛分布的大量電動汽車充電信息的效率；根據(jù)每個分區(qū)自己的電網(wǎng)特性，靈活地制定充電指令，實現(xiàn)充電行為的控制。它是以諸多能源資源為原料輸入，以冷、熱和電為主要能源產(chǎn)品輸出，以分布式能源系統(tǒng)、分布式網(wǎng)絡(luò)和分布式(智能)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的區(qū)域性能源產(chǎn)、供、配、售和用一體化體系。分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)管理的方式分為以下三種：在用電低谷期將分布式發(fā)電生產(chǎn)的多余電能儲存在儲能設(shè)備中，用電高峰期時向大電網(wǎng)釋放，實現(xiàn)“削峰填谷”，保證電網(wǎng)負荷動態(tài)穩(wěn)定；在電網(wǎng)發(fā)生故障或遭受自然災(zāi)害時輔助供電或者傳輸電能；保證用戶在強制停電或者供電中斷的情況下用電需求。(1)通信技術(shù)主要分為寬帶電力線接入技術(shù)(BPL) 和無線通信技術(shù)。(2)計量和端口技術(shù)計量技術(shù)：讀表體系(AMI)能夠?qū)崿F(xiàn)電能雙向計量、記錄三表(電能表、 氣表和水表)等消費信息，實現(xiàn)遠程信息雙向傳輸。②能耗檢測。④支持配電網(wǎng)運行。⑥用
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