【中国电力 • 精彩纷呈】新能源研究（一）

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计入负荷时空转移特性的风-光-水-蓄互补系统容量配置方法

· 引文信息 ·

文杰, 刘继春, 温正楠, 等. 计入负荷时空转移特性的风-光-水-蓄互补系统容量配置方法[J]. 中国电力, 2021, 54(2): 66-77, 97.

WEN Jie, LIU Jichun, WEN Zhengnan, et al. Capacity allocation method for wind-solar-hydro-storage complementary system considering time and spatial transfer characteristics of load[J]. Electric Power, 2021, 54(2): 66-77, 97.

摘  要

利用梯级水电的快速调节能力和抽蓄机组发电/抽水工况灵活转换的特性，在补偿风/光出力的波动性和不可控性的基础上，建立源端风-光-水-蓄系统互补模型，以增强发电系统的调节能力。同时，在计入现货电价、考虑负荷时间和空间可转移特性的基础上，建立负荷侧模型并在考虑源端风/光出力随机性、系统网络约束基础上，提出基于系统经济性、系统状态均匀度和负荷跟踪等多项系统指标的源-网-荷互动策略。在上述研究基础上，进一步建立互补发电系统多目标容量配置模型。最后通过算例仿真，并利用专业优化软件LINGO进行求解，得到不同规划年和场景下的源端互补系统配置容量，验证了所提方法对系统指标提升的有效性。

结  论

本文利用梯级水电快速的调节能力和抽蓄机组发电和抽水工况灵活转换的特性，增强了互补系统的调节能力。同时计入现货电价，考虑源端风光不确定性，系统网络约束、负荷侧多种可控负荷类型，建立了基于源-网-荷互动策略的互补发电系统容量优化配置模型，通过算例仿真，得到了以下结论。

（1）梯级水电站优良的调节能力和抽蓄机发电与抽水工况的灵活转换特性，可以有效改善系统负荷跟踪、系统状态均匀度等性能指标；且丰水期水电站的调节能力最强，系统的各项指标明显优于枯水期和平水期。

（2）计入空间可转移和时间可转移等多种可控负荷类型，可有效改善系统源荷曲线的匹配程度；同时市场环境下系统容量配置的经济性得到了明显的提升。

（3）考虑不同规划年限和年平均负荷增长率，求得的系统容量配置存在明显差异，随着规划年限和年平均增长率的提高，系统的容量配置具有明显的增长趋势，并影响系统容量配置的经济性。

基于CNN的产消群需求响应滚动优化策略

· 引文信息 ·

张旭东, 李飞, 刘迪, 等. 基于CNN的产消群需求响应滚动优化策略[J]. 中国电力, 2021, 54(2): 78-89.

ZHANG Xudong, LI Fei, LIU Di, et al. CNN-based rolling optimization strategy for prosumer group in demand response[J]. Electric Power, 2021, 54(2): 78-89.

摘  要

随着分布式光伏的普及，具有负荷电源双重属性的产消者大量出现。在电力现货市场的环境下，首先，基于Stackelberg模型分析产消者以及售电商在价格型需求响应中的决策机理，提出基于卷积神经网络（convolutional neural networks, CNN）的产消群决策行为预测模型，实现对产消群负荷调整及反弹量的精准预测。然后，充分考虑负荷反弹现象对于价格型需求响应的影响，提出考虑负荷反弹的滚动优化策略，提升售电商收益的同时，降低产消群负荷不平衡量，并促进分布式光伏的就地消纳。仿真实验表明，所提产消者决策行为预测模型的预测准确度在99%以上，且考虑了负荷反弹现象的滚动优化策略能够将产消群可再生能源就地消纳率提升5%以上，同时，相较于分时电价以及不考虑负荷反弹的实时电价，售电商的收益分别提升了118.8%和15.1%。

结  论

本文面向未来大量出现的产消者，采用Stackelberg博弈原理，分析了其在不同价格信号下的行为决策原理，并提出了现货市场环境下，售电商需求响应价格优化实施架构。基于Stackelberg博弈过程中领导者的决策需求，构建了基于CNN的产消群决策行为预测模型，实现了对产消群负荷调节行为以及负荷反弹现象的精准预测。进而，充分考虑负荷反弹对于实施电价优化决策的影响，构建了考虑负荷反弹的滚动优化策略，并引入遗传算法对策略求解。最后，通过仿真实验，验证了本文所提的预测模型能够实现产消者负荷及反弹量的精准预测，有效支撑滚动优化策略的求解，滚动优化策略也能够在提升产消群分布式就地消纳率的同时，有效提升售电商的收益。

在未来的工作中，可以设计更加灵活的激励机制，一方面挖掘产消者调节弹性的差异性，进一步提升售电商的效益；另一方面可以结合日前市场、辅助服务市场，进一步扩展需求响应业务开展的范围，提升需求响应业务效益。

考虑新能源资源及出力特性的全局备用容量优化方法

· 引文信息 ·

蔡乾, 王晶, 耿天翔, 等. 考虑新能源资源及出力特性的全局备用容量优化方法[J]. 中国电力, 2021, 54(2): 90-97.

CAI Qian, WANG Jing, GENG Tianxiang, et al. Global reserve optimization method considering resources and output characteristics of renewable energy[J]. Electric Power, 2021, 54(2): 90-97.

摘  要

提出一种考虑新能源资源互补特性及预测出力特性、基于跨区特高压直流联络线的全局备用容量优化技术。首先，分析中国新能源资源的相关及互补特性，研究不同区域整体资源互补运行的可行性；然后，提出基于新能源预测统计特性的系统实时备用容量优化方法，建立基于时序生产模拟方法的跨区域全局备用容量优化技术；最后，以“三北”地区为例，开展考虑区域资源互补特性的全局备用容量优化案例分析。算例结果表明：所提方法优化了常规火电机组的开机方式，可实现系统实时备用的合理优化、促进新能源消纳、提升电网整体运行效益的目标。

结  论

本文提出了一种考虑新能源资源互补特性及预测出力特性的全局备用容量优化方法，可用于日前、日内调度中电网运行方式的安排。本文的方法具有以下特点：（1）充分利用了中国多区域间新能源资源的互补特性，跨区域统筹，实现全局备用容量优化后，可显著减少新能源弃电量；（2）将新能源出力按照可信预测准确率纳入系统开机方式，可进一步增大新能源消纳空间。同时，全局备用容量共享作为新能源可信出力纳入系统实时备用的前提保障条件，保证了系统的安全性。

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编辑：杨彪校对：蒋东方

审核：方彤‍

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