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文檔簡介
1、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)研究摘要:能源互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)我國能源革命目標(biāo)的關(guān)鍵,而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為推動(dòng)我國能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展的重要手段。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,分散化的能源市場和能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得傳統(tǒng)的電力需求側(cè)響應(yīng)將逐步向綜合需求側(cè)響應(yīng)(integrateddemandresponseIDR)的方向發(fā)展。本技術(shù)報(bào)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(shí)施的關(guān)鍵技術(shù),再結(jié)合電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換(vehicle-to-grid,V2G)對電網(wǎng)的影響為例來加以說明。其次,從發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三個(gè)方面建立兼容需求側(cè)可調(diào)控資源
2、的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型,從理論上分析分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理能縮減大量電網(wǎng)成本,同時(shí)提高需求側(cè)的用戶滿意度。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)的源的布糊”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)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。關(guān)鍵詞:能源互聯(lián)網(wǎng)、需求側(cè)響應(yīng)、V2G、分布式能源、經(jīng)濟(jì)模型、協(xié)同優(yōu)化1、引言社區(qū)節(jié)能是一個(gè)公眾項(xiàng)目,也是彩生?S生態(tài)圈內(nèi)不以盈利為目的環(huán)保E化產(chǎn)品。通過互聯(lián)網(wǎng)+人工智能十大數(shù)據(jù)”的方式重構(gòu)了社區(qū)能源管理模式聯(lián)通了線上線下資源,2015年,彩生活深圳事業(yè)部的110多個(gè)社區(qū)通過E能源技術(shù)改造和社區(qū)節(jié)能系統(tǒng)構(gòu)建,完成了10
3、00多萬度的節(jié)電量。為進(jìn)一步深化社區(qū)節(jié)能改造,保持創(chuàng)新源動(dòng)力,E能源運(yùn)營企業(yè)安彩華公司與浙江大學(xué)聯(lián)合成立了能源研究院,針對物業(yè)管理能源板塊的需求進(jìn)行專業(yè)化定向技術(shù)研發(fā),在彩生活社區(qū)部分光照覆蓋較好的區(qū)域,比如樓頂和停車棚等區(qū)域引入太陽能光伏發(fā)電,通過與政府合作,獲得資金支持,反哺社區(qū)發(fā)展。同時(shí),線下亦在進(jìn)一步開發(fā)太陽能發(fā)電及產(chǎn)熱、蓄能、電動(dòng)車充電樁、海水淡化、雨水收集與中水回用等技術(shù)的研發(fā)、使用。E能源難能可貴的是,它不僅通過開源節(jié)流產(chǎn)生的財(cái)富影響了資本市場,更重要的是它推動(dòng)了社區(qū)向積極、正面、可持續(xù)發(fā)展的方向前行。E能源將聯(lián)合所有可能幫助社區(qū)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的力量,探索環(huán)保低碳智慧社區(qū)的發(fā)展之路。相
4、信隨著第三方企業(yè)和更多資源涌入社區(qū),創(chuàng)新模式將逐步形成,屆時(shí)E能源不僅可以達(dá)到收支平衡、自力運(yùn)營,還能實(shí)現(xiàn)盈利,進(jìn)而達(dá)到惠及社區(qū)居民,推進(jìn)社區(qū)發(fā)展的目標(biāo)。而構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)不僅需要依靠能源技術(shù)自身的創(chuàng)新,同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)能源技術(shù)與其他領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的相互融合,也需要能源體制乃至能源生產(chǎn)消費(fèi)模式的變革。因此新一輪電力體制改革應(yīng)運(yùn)而生,即中發(fā)20159號文關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見,以下簡稱意見,于2015年3月正式下發(fā)。意見中對于深化電力體制改革的總體思路符合我國國情和國家戰(zhàn)略方針,其目標(biāo)是建立一個(gè)真正有效的電力市場機(jī)制,培育市場主體,健全完善市場機(jī)制,使市場在配置電力資源中發(fā)揮決定性作用;核
5、心價(jià)值取向是建立一個(gè)綠色低碳、節(jié)能減排和更加安全可靠、實(shí)現(xiàn)綜合資源優(yōu)化配置的新型電力治理體系,推動(dòng)我國電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)及技術(shù)結(jié)構(gòu)的整體轉(zhuǎn)型。一方面,意見在深化電力體制改革的總體思路和基本原則中充分體現(xiàn)了清潔、高效、安全、可持續(xù)的電力系統(tǒng)發(fā)展方向以及堅(jiān)持節(jié)能減排的基本原則,明確了提高可再生能源發(fā)電和分布式電源并網(wǎng)比例、支持節(jié)能降耗機(jī)組上網(wǎng)、提高需求側(cè)管理水平、完善跨省跨區(qū)電力市場交易等重點(diǎn)任務(wù),將發(fā)展綠色低碳、節(jié)能減排放在了十分重要的位置。另一方面,意見中指出要開放電網(wǎng)公平接入,完善并網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)以及要開放用戶側(cè)分布式電源市場。鼓勵(lì)支持分布式電源發(fā)展,支持新能源、節(jié)能降耗和資源綜合利用機(jī)組上
6、網(wǎng)。這為我國分布式電源以及新能源發(fā)電指明了發(fā)展方向,對我國促進(jìn)新能源發(fā)電消納利用以及電力資源大范圍優(yōu)化配置都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近幾年分布式能源如風(fēng)電、光伏等可再生清潔能源發(fā)展迅速,截至2015年全球風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到63GW,光伏裝機(jī)容量達(dá)到59GW,可再生能源已經(jīng)在全球的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占據(jù)了一定的比例,但可再生能源所具有的不可儲存、強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng)等特性,對現(xiàn)有的能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行造成一定的影響。因此,在可再生能源逐步替代傳統(tǒng)能源的混合能源時(shí)代,如何實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用,促進(jìn)可再生能源與傳統(tǒng)能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化,保證能源電力系統(tǒng)安全、低碳、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是目前亟需解決的問題。針對上述問題,
7、傳統(tǒng)的電力需求側(cè)響應(yīng)逐步向綜合需求側(cè)響應(yīng)(integrateddemandresponseIDR)方向發(fā)展14,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)側(cè)多類型能源協(xié)同互補(bǔ),系統(tǒng)供需雙側(cè)資源協(xié)調(diào)互動(dòng),具有能源生產(chǎn)與交易分散化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)與信息透明化特征的新型能源供需體系10-13。IDR是能源互聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)用戶深度參與系統(tǒng)調(diào)控,傳遞能源市場價(jià)格信號,參與能源市場的重要切入點(diǎn)。本技術(shù)報(bào)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(shí)施的關(guān)鍵技術(shù),并結(jié)合電動(dòng)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。其次,從發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三個(gè)方面建立兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分
8、布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型,從理論上分析分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理能縮減大量電網(wǎng)成本,同時(shí)提高需求側(cè)用戶的滿意度。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)的源的布布”協(xié)同優(yōu)化運(yùn)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。2、相關(guān)理論2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)和需求側(cè)響應(yīng)概述能源互聯(lián)網(wǎng)是一套完整的能源生態(tài)系統(tǒng),如圖1所示,其中包括能源供給、能源需求響應(yīng)、傳輸、形式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)應(yīng)用、信息管理以及運(yùn)行調(diào)度控制等。在能源互聯(lián)網(wǎng)中能源供給和消費(fèi)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)
9、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(huì)的互動(dòng)參與成為影響能源互聯(lián)網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心內(nèi)容。加施可卡啊圖1能源互聯(lián)網(wǎng)示意大量的分布式資源接入用戶側(cè),使得能源生產(chǎn)與消費(fèi)一體化程度更加明顯,而能源消費(fèi)也面臨更為多樣化的選擇。評價(jià)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)展綜合需求側(cè)響應(yīng)(integrateddemandresponseeIDR)的概念由傳統(tǒng)電力需求側(cè)響
10、應(yīng)(demandresponseDR)衍生而來,與能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及多能源市場具有強(qiáng)伴生關(guān)系,是電力需求側(cè)響應(yīng)理論在能源互聯(lián)網(wǎng)中的擴(kuò)展,其整體實(shí)施詞七M(jìn)電的改中先協(xié)MbM國0哺部調(diào)并以電力堤下生右揖仁抵空間小身時(shí)同小舜賽筆段異通過,電電F解我金卡能(加帙計(jì)所也刊"秀rkhi*蹤合能,程調(diào)控中心+燕林*萬利71注*,律#.甌TT謠上-.:恒;油通:riiftF/M框架圖如圖2所示圖2IDR整體實(shí)施流程盧階屏f-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(gè)能源市場價(jià)格信號引導(dǎo)改變用戶綜合用能行為的機(jī)制和手段。IDR實(shí)施的目標(biāo)應(yīng)該
11、是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)中供需雙側(cè)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化,提高用戶用能的可替代性,約束能源供應(yīng)側(cè)的市場力,平抑未來分散化能源市場中的價(jià)格波動(dòng),提高能源互聯(lián)網(wǎng)中多能源系統(tǒng)以及多能源市場的運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行效率17-19。2.1.1 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(jià)值流匯聚融合在用戶側(cè)的重要體現(xiàn),其實(shí)施能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)供需雙側(cè)資源的協(xié)同效益20-21o其在能源互聯(lián)網(wǎng)中價(jià)值和作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1)提升經(jīng)濟(jì)性。IDR的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在2個(gè)層面:系統(tǒng)運(yùn)行層面,IDR能夠促使能量在不同層級能源系統(tǒng)中的切換和梯級利用,提升系統(tǒng)整體的用能效率22o同時(shí),用戶側(cè)的多能源互補(bǔ)協(xié)同利用,能夠給系統(tǒng)
12、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(yùn)行整體的經(jīng)濟(jì)性23o用戶用能層面,IDR的實(shí)施使用戶能夠?qū)Χ鄠€(gè)能源市場的價(jià)格信號做出反應(yīng),依據(jù)價(jià)格信號調(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)分布式儲能、儲熱以及電動(dòng)汽車(electricvehicleEV)的接入,增加了用戶用能靈活性,使得用戶擁有更大容量的虛擬能量單元”,能夠直接參與輔助服務(wù)或者能量市場的交易,提高自身收益2402)提高靈活性。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)行和能源市場中的參與程度,充分挖掘用戶需求
13、側(cè)的調(diào)節(jié)潛力,實(shí)現(xiàn)未來多能源系統(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。3)增強(qiáng)可靠性。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。在一種類型能源網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或者局部、個(gè)別時(shí)段的能源短缺時(shí),IDR能夠激勵(lì)用戶在不同時(shí)段通過不同類型能源轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行能量補(bǔ)充,提高整個(gè)能源系統(tǒng)供能的可靠性。同時(shí),多類型的能源存儲設(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,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。2.1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)中IDR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
14、能源智能管理技術(shù)以及綜合用能預(yù)測分析技術(shù)。(1)多能源智能管理技術(shù)在電力系統(tǒng)中,針對家庭能量管理(homeenergymanagementHEM)、自動(dòng)需求側(cè)響應(yīng)(auto-DR)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。多能源智能管理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)供需互動(dòng),保證用戶基本用能需求和用能感受,實(shí)施IDR的關(guān)鍵技術(shù)之一,其基本邏輯框架如圖3所示。£凄血空支HEZ:Lbec77科能家居數(shù)據(jù)用戶煤合用能救出多能海市場價(jià)外界用能訃境格也號數(shù)捱題據(jù)傳輸賞據(jù)倍蟲念F”內(nèi)邛設(shè)各6列忸k/國土誦叫1|各犬型能源用能效疆分UNI1二巾門用般座£疏血年卜掂
15、一最優(yōu)用能流心二二二二一一11<il多心散踞果為與圖部網(wǎng),埔W.數(shù)幫晶到層分析控制層熱中,電用戶用能仃為分析,天然氣同!數(shù)據(jù)處理分析地此信只中電網(wǎng)無線傳感器I兩絡(luò)!故振安全圖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)測和控制,對內(nèi)部CHP、儲電、儲熱設(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,進(jìn)而根據(jù)外部環(huán)境、能源市場價(jià)格、系統(tǒng)整體運(yùn)行情況以及用戶用能習(xí)慣,對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32o(2
16、)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(lì)手段引導(dǎo)用戶調(diào)整用能行為,實(shí)現(xiàn)供需匹配36o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。因此,對于用戶綜合用能特性的分析,應(yīng)主要包括2個(gè)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。對于分布式能量單元出力預(yù)測主要涵蓋可再生分布式電源的功率預(yù)測以及EV充放電特性分析。文獻(xiàn)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(dòng)平均模型(autoregressivein
17、tegratedmovingaveragemodel,ARIMA)對太陽能輻射功率的預(yù)測結(jié)果,提出了改進(jìn)的ARIMA模型對太陽能輻射功率進(jìn)行預(yù)測;文獻(xiàn)39通過對不同類型汽車、不同駕駛習(xí)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(dòng)汽車停車的時(shí)空分布特征,進(jìn)而通過蒙特卡洛仿真對電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的時(shí)空特性進(jìn)行了分析。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)測模型,利用歷史和反饋數(shù)據(jù)對預(yù)測值進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正,提高預(yù)測模型的
18、預(yù)測精度40-41o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(jìn)行分類,明確剛性和可調(diào)控用能負(fù)荷范圍42-43,進(jìn)而分析用戶各類型用能需求對于多能源市場的價(jià)格彈性。在未來能源互聯(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。因此,下階段應(yīng)該重點(diǎn)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(fèi)間的交叉彈性和可替代程度,進(jìn)而構(gòu)建不同基準(zhǔn)值下用戶的IDR響應(yīng)潛力測算模型。2.2 電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的Vehicle-to-gr
19、id(V2G)研究作為未來電網(wǎng)發(fā)展的主要構(gòu)成形態(tài),電網(wǎng)中的分布式儲能設(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。文獻(xiàn)38提出了一個(gè)具體工程對電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)進(jìn)行整合。對于電動(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。2.2.1 電動(dòng)汽車與電網(wǎng)電能的雙向交換(V2G)對電網(wǎng)的影響V2G是Vehicle-to-Grid的簡稱,它的核心思想在于電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的互動(dòng),利用大量電動(dòng)汽車的儲能源作為電
20、網(wǎng)和可再生能源的緩沖。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過高時(shí),由電動(dòng)汽車儲能源向電網(wǎng)饋電;而當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí),用來存儲電網(wǎng)過剩的發(fā)電量,避免造成浪費(fèi)。通過這種方式,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)電動(dòng)汽車作為負(fù)荷時(shí),可以通過技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)手段合理安排充電時(shí)間,實(shí)現(xiàn)有序充電管理,達(dá)到移峰填谷的效果,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,減少對電網(wǎng)安全的影響。而另一方面,當(dāng)動(dòng)力電池作為儲能裝置時(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。在這種背景下,V2G的概念應(yīng)運(yùn)而生。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
21、。V2G技術(shù)的發(fā)展將極大地影響未來電動(dòng)汽車商業(yè)運(yùn)行模式。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,提供儲能,平衡需求,提高緊急供電和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。據(jù)研究顯示,90%以上的乘用車輛每天平均行駛時(shí)間1小時(shí)左右,95%的時(shí)間處于閑置狀態(tài)。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)。對電動(dòng)汽車用戶而言,在實(shí)行浮動(dòng)電價(jià)的前提下,選擇在低電價(jià)時(shí)給車輛充電,高電價(jià)時(shí)將儲存的能量出售給智能電網(wǎng),利用其中的
22、差價(jià)來獲得補(bǔ)貼,降低置換電動(dòng)汽車的使用成本;對于電網(wǎng)公司而言,電動(dòng)汽車可作為可移動(dòng)儲能裝置和調(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;對于汽車企業(yè)而言,目前面臨著電動(dòng)汽車短時(shí)間內(nèi)不能大量普及的困境,一個(gè)重要原因就是電動(dòng)汽車的成本過高,V2G技術(shù)的運(yùn)用則能使電動(dòng)汽車的使用成本有效降低,降低電動(dòng)汽車用戶的負(fù)擔(dān),反過來必然也將會(huì)推動(dòng)電動(dòng)汽車的大力發(fā)展,具有重要的戰(zhàn)略意汽車企業(yè)也將會(huì)迎來新的發(fā)展契機(jī)。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)義。首先,電動(dòng)汽車使用的規(guī)模化,能夠直接降低汽車使用周期的CO2
23、排放。其次,通過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。最后,V2G技術(shù)還能夠讓電動(dòng)汽車通過調(diào)峰來獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2.2.2 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)測管理,通過控制設(shè)備來控制充、放電功率的大小,對于改善電網(wǎng)特性,減少系統(tǒng)峰谷差方面可以起到積極的作用。然而,大量電動(dòng)汽車的接入,使得輸電調(diào)度系統(tǒng)無法對這些
24、電動(dòng)汽車進(jìn)行逐一調(diào)度。因?yàn)橐坏ζ洳扇〖姓{(diào)度,會(huì)導(dǎo)致在優(yōu)化問題上的維數(shù)災(zāi)難”以及通信傳輸?shù)确矫娴南嚓P(guān)問題,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。采用分層分區(qū)的管理模式可以避免電動(dòng)汽車充、放電控制中的問題。考慮到微電網(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)之后的第三級電網(wǎng)。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(dòng)汽車控制層,如圖5所示。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)域均有相對應(yīng)的電動(dòng)汽車控制層;對于接入微電網(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
25、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。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(dòng)汽車充、放電的電力需求側(cè)管理調(diào)度方法,為電動(dòng)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(shí)提高采集廣泛分布的大量電動(dòng)汽車充電信息的效率;根據(jù)每個(gè)分區(qū)自己的電網(wǎng)特性,靈活地制定充電指令,實(shí)現(xiàn)充電行為的控制。2.3 兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型分布式能源”是指分布在用戶側(cè)的能源綜合利用系統(tǒng)。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
26、用一體化體系。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展的相關(guān)活動(dòng),如圖7所示:光伏1風(fēng)電加一寓I郭圖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。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(shí)向大電網(wǎng)釋放,實(shí)現(xiàn)削峰填谷”,保證電網(wǎng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)穩(wěn)定;在電網(wǎng)發(fā)生故障或遭受自然災(zāi)害時(shí)輔助供電或者傳輸電能;保證用戶在強(qiáng)制停電或者供電中斷的情況下用電需求。2.3.1 分布式能源參與需求側(cè)管理的關(guān)鍵技術(shù)
27、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:。(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)。通過上述通信技術(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)。(2)計(jì)量和端口技術(shù)計(jì)量技術(shù):讀表體系(AMI)能夠?qū)崿F(xiàn)電能雙向計(jì)量、記錄三表(電能表、氣表和水表)等消費(fèi)信息,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息雙向傳輸。用戶端口技術(shù)(ConsumerPortal在能源供應(yīng)者和消
28、費(fèi)者之間建立信息交互端口,提供能量服務(wù)功能,包括:需求響應(yīng)和實(shí)時(shí)定價(jià)。能耗檢測。遠(yuǎn)程連接/斷開。支持配電網(wǎng)運(yùn)行。電能質(zhì)量監(jiān)測及管理。用戶消費(fèi)與用能信息及用能方案的優(yōu)化。通過計(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)荷開關(guān)的自動(dòng)連接/斷開,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)測和控制;提供更高一級的電力服務(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)。(3)能量管理根據(jù)能源需求、市場信息、有序用電策略和運(yùn)行約束
29、等條件快速作出決策,通過對分布式設(shè)備和負(fù)荷靈活調(diào)度來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行。能量管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能:基于實(shí)時(shí)電價(jià)的快速需求響應(yīng)控制;利用儲能裝置,實(shí)現(xiàn)對微電網(wǎng)的運(yùn)行控制,匹配微電網(wǎng)用戶的熱負(fù)荷和電負(fù)荷;分級服務(wù),保障重要負(fù)荷用電;綜合考慮環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)度決策技術(shù)與配電網(wǎng)進(jìn)行能量交互,提供無功補(bǔ)償和熱備用。(4)預(yù)測技術(shù)建立數(shù)學(xué)預(yù)測模型,通過分析歷史數(shù)據(jù)和微電網(wǎng)設(shè)備性能參數(shù),實(shí)現(xiàn)以下幾種預(yù)測功能:更準(zhǔn)確的氣象預(yù)測;更精確的負(fù)荷預(yù)測;預(yù)測故障發(fā)生概率;預(yù)測運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)概率;預(yù)測關(guān)鍵設(shè)備終止服務(wù)后的微電網(wǎng)系統(tǒng)響應(yīng)。(5)先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)電力電子技術(shù):用于分布式電源和儲能的并網(wǎng)接口,提供本地電源控制和
30、保護(hù),孤島/反孤島檢測。超導(dǎo)電力技術(shù):解決電力安全、高品質(zhì)供電、高密度供電和高效率輸電等難題的新的技術(shù)途徑。新型儲能技術(shù):儲能技術(shù)是微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自我管理的重要部分,按照能量轉(zhuǎn)化形態(tài)可分為物理、電磁、電化學(xué)和相變儲能四種類型2.3.2 分布式能源參與需求側(cè)管理的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型是建立在系統(tǒng)滿足各個(gè)分布式能源正常運(yùn)行及負(fù)荷消納的條件下,通過合理規(guī)劃安排各個(gè)單位的出力計(jì)劃并及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整,從而使得分布式能源系統(tǒng)的總運(yùn)行費(fèi)用最小,該模型是一個(gè)復(fù)雜的、非線性多目標(biāo)優(yōu)化問題,其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要考慮了經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境成本以及分布式能源的備用成本,而對于需求側(cè)可調(diào)控資源的考慮主要體現(xiàn)在
31、需求側(cè)負(fù)荷約束中。綜上所述,分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行的成本函數(shù)為:minC=CFCHCB(1)發(fā)電成本CF為:NiMNtCf二:一CfFi(P)Oi(P)Cdep(P)八Cbuy(t)Csell(t)%id(t)(2)t4i4t4其中,Cf為發(fā)電成本;Nt為計(jì)算的總時(shí)段數(shù);cf為燃料價(jià)格;Fi(P)表示機(jī)組的燃料消耗;Oi(P)表示機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本;Cdep(R)表示機(jī)組的折舊成本;Cbuy和Csell分別表示在t時(shí)間段的購電電價(jià)和上網(wǎng)電價(jià);F>rid表示在t時(shí)間段與電網(wǎng)交換的功率值。此外,F(xiàn)i(P)=Cst(F)+C0p(F),Cst(F)為機(jī)組在發(fā)電時(shí)使用的燃料,Cop(F)為機(jī)
32、組在啟動(dòng)時(shí)使用的燃料。OMR)=ko(F)F&o,ko(F)為運(yùn)行維護(hù)參數(shù),F(xiàn)為輸出功率。Cdep(F)=Gfcr/FCrT,Ci為發(fā)電機(jī)的安裝成本,fcr為資本回收系數(shù),F(xiàn)Cr為發(fā)電機(jī)的額定發(fā)電功率,石為最大利用小時(shí)數(shù)環(huán)境成本CH為:NiMMCh八"10”LkP(t)rid,k%id(t)(3)t=ii=1i=i式中:CH為環(huán)境污染排放治理成本;k為污染物類型編號;aik為不同機(jī)組類型的污染物排放系數(shù);«grid,k為系統(tǒng)發(fā)電的污染物排放系數(shù);Pk為治理污染物所需費(fèi)用。補(bǔ)償費(fèi)用CB為:Ntoouuoouu、Cb=,('w,tpw,t,w,tpw,ts,tp
33、s,ts,tps,t)(4)11式中:Cb為備用容量費(fèi);p:,t為風(fēng)力發(fā)電調(diào)度值過大而引起的負(fù)荷缺額;pw,t為風(fēng)力發(fā)電調(diào)度值過小而引起的窩電量;p;t為光伏發(fā)電調(diào)度值過大引起的負(fù)荷缺額;p:,t為ou光伏發(fā)電調(diào)度值過小而引起的窩電量;入w,t為風(fēng)電過調(diào)度補(bǔ)償系數(shù);2-w,t為風(fēng)電欠調(diào)度補(bǔ)償系數(shù);7Tt為光伏發(fā)電過調(diào)度補(bǔ)償系數(shù),兒s,t為光伏發(fā)電欠調(diào)度補(bǔ)償系數(shù)。需求側(cè)負(fù)荷約束:需求側(cè)負(fù)荷主要分為固定負(fù)荷、隨機(jī)負(fù)荷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷。固定負(fù)荷為用戶的最小負(fù)荷需求,可以根據(jù)歷史值預(yù)測;隨機(jī)負(fù)荷為用戶臨時(shí)需求負(fù)荷,具有不可預(yù)測性;可轉(zhuǎn)移負(fù)荷為用戶將負(fù)荷從某個(gè)時(shí)間段轉(zhuǎn)移到此外時(shí)間段的負(fù)荷,具有可控制性,因此
34、合理安排可轉(zhuǎn)移負(fù)荷是分布式能源系統(tǒng)中需求側(cè)管理的關(guān)鍵。OT(t,t+At)=+回心0Nt'、OiT(t,t.=t)<Oi'maX(.t)(5)i4Nt工OT(t,t+it)<Oi0nax(it)=PiT(M)式中:O:(t,t+At)為時(shí)間段&內(nèi)轉(zhuǎn)移的負(fù)荷量;AO:為時(shí)間段At內(nèi)第i類負(fù)荷的單位轉(zhuǎn)移量;F:為時(shí)間段&內(nèi)可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的單元數(shù)量;O:max和Q°max分別為時(shí)間段占第i內(nèi)負(fù)荷的最大輸入量和輸出量;pT為轉(zhuǎn)移前第i類負(fù)荷的負(fù)荷量。通過研究分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行的問題,綜合考慮發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三方面,較為全面地建立了
35、兼容需求側(cè)可調(diào)控資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型,并可以通過相關(guān)優(yōu)化算法如煙花算法、PSO算法相比、量子煙花算法等搜索全局最優(yōu)解,從而獲得基于需求側(cè)的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行問題的資源調(diào)控方法。從而說明當(dāng)分布式能源參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理時(shí),能有效的縮減系統(tǒng)總成本,充分發(fā)揮需求側(cè)的削峰填谷”作用,同時(shí)能提高需求側(cè)用戶的滿意度。2.4能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)2.4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)的兼容性分析在我國,引導(dǎo)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新能源電力系統(tǒng)發(fā)展轉(zhuǎn)變,仍然存在若干問題亟待解決。而能源互聯(lián)網(wǎng)則是解決這些問題的關(guān)鍵手段:1)雙側(cè)隨機(jī)問題。電力系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)營模式下,用戶用電需求
36、的隨機(jī)性較強(qiáng),發(fā)電出力則相對可控。新能源電力系統(tǒng)背景下可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng),顯著增加了發(fā)電出力的隨機(jī)性,造成供需雙側(cè)的不匹配問題,從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。能源互聯(lián)網(wǎng)使得能源生產(chǎn)與消費(fèi)的界限模糊化,以分布式發(fā)電為主的分散式能源模塊將使用戶有能力實(shí)現(xiàn)能源供需的自我平衡,并且與集中模塊、能源輸送模塊等實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)協(xié)調(diào),從而提高供需雙側(cè)的匹配度。2)規(guī)劃設(shè)計(jì)問題。當(dāng)前我國電力系統(tǒng)整體規(guī)劃失調(diào),具體表現(xiàn)為電源與電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)、多類型電源規(guī)劃不協(xié)調(diào)、分布式電源規(guī)劃不協(xié)調(diào)等問題囚-24。在系統(tǒng)規(guī)劃階段的失調(diào)嚴(yán)重影響了新能源電力系統(tǒng)整體可控性、新能源與多種能源之間的協(xié)調(diào)互補(bǔ)。在這方面,能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能
37、夠突破空間限制,實(shí)現(xiàn)各規(guī)劃基本要素的可視化展示,多時(shí)間尺度下模擬各規(guī)劃方案的實(shí)際運(yùn)行效果,兼顧源啊徜確”四個(gè)方面的互補(bǔ)協(xié)調(diào),并從中選擇最優(yōu)規(guī)劃力7K03)系統(tǒng)運(yùn)行可控性問題。電力系統(tǒng)的各個(gè)組成環(huán)節(jié)既高度相關(guān)又相對獨(dú)立,新能源電力模塊的大規(guī)模并網(wǎng)使得系統(tǒng)中發(fā)電單元的數(shù)量急劇增長,系統(tǒng)中受控設(shè)備受到隨機(jī)因素?cái)_動(dòng)的可能性進(jìn)一步增加,造成系統(tǒng)可控性降低,系統(tǒng)各單元之間協(xié)調(diào)、控制難度加大。能源互聯(lián)網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與廣域能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù),依托多元智能能源輸送網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與傳統(tǒng)靈活可控發(fā)電資源的互補(bǔ)協(xié)調(diào),進(jìn)一步加深其他能源模塊(天然氣、石油、水資源等)與電力系統(tǒng)之間的相互融合,從而實(shí)現(xiàn)廣域范
38、圍內(nèi)的多能源協(xié)同互補(bǔ)。通過這種互補(bǔ)協(xié)同來彌補(bǔ)由于新能源大規(guī)模接入帶來的系統(tǒng)運(yùn)行可控性降低。綜上所述,能源互聯(lián)網(wǎng)將是構(gòu)建和發(fā)展新能源電力系統(tǒng)的關(guān)鍵手段,而這種關(guān)鍵作用必須要有先進(jìn)的信息技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)作為支撐,也需要相應(yīng)的協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營模式來整合各市場元素、系統(tǒng)元素等。2.4.2 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營模式在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,能源開發(fā)、利用和管理模式都將發(fā)生本質(zhì)變化,能源供應(yīng)體系將呈現(xiàn)分散和集中能源模塊相結(jié)合的形式,在每個(gè)分散能源模塊自平衡、自優(yōu)化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)分散模塊與集中模塊的協(xié)調(diào)互補(bǔ),進(jìn)而在能源供應(yīng)端自身以及能源供需雙側(cè)都達(dá)到協(xié)同優(yōu)化,提出能源互聯(lián)網(wǎng)的源刊徜糊”協(xié)同優(yōu)化
39、運(yùn)營模式,IDR資源是能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控過程中的重要可控資源,是實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同的關(guān)鍵44o從傳統(tǒng)意義上講,源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式與技術(shù)是指電源、電網(wǎng)、負(fù)荷與儲能四部分通過多種交互手段,更經(jīng)濟(jì)、高效、安全地提高電力系統(tǒng)的功率動(dòng)態(tài)平衡能力,從而實(shí)現(xiàn)能源資源最大化利用的運(yùn)行模式和技術(shù),該模式是包含電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能”整體解決方案的運(yùn)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T諸”協(xié)調(diào)優(yōu)化模式能夠更為廣泛地應(yīng)用于整個(gè)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(gè)能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)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
40、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(fù)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倫通控治I網(wǎng)絡(luò))油氣管網(wǎng)蜀望分布式發(fā)電貫源及儲能沒備供熱管網(wǎng)應(yīng)聯(lián)、Lt技立問云算輸配電色也源互補(bǔ)光伏發(fā)巾雙”fW油氣升反以炭煤炭運(yùn)臨i汗茶火電互補(bǔ)協(xié)調(diào)光伏發(fā)電小則燃油發(fā)電機(jī)等小旗風(fēng)機(jī)di儲能設(shè)備直補(bǔ)辦調(diào)儲設(shè)施及儲備方法。能源互聯(lián)網(wǎng)源刎寶-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營模式的主要架構(gòu)如圖8所橫向多源互補(bǔ)圖8能源互聯(lián)網(wǎng)源可徜糊”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)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(yùn)行,需要有一定的技術(shù)架構(gòu)作為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)不同模塊之間的能量流與信息流互
41、聯(lián)互通,根據(jù)能量流與信息流的流動(dòng)方向,能源互聯(lián)網(wǎng)源-網(wǎng)7奇-1"協(xié)調(diào)優(yōu)化模式的技術(shù)架構(gòu)如圖9所示元能送絡(luò)乃智箱網(wǎng)能量流信息流圖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(shí)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(gè)主要部分:1)在系統(tǒng)規(guī)劃部分,需要有專項(xiàng)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(jì),為源-網(wǎng)空-儲”協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。2)在系統(tǒng)運(yùn)行部分,需要有專項(xiàng)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(shí)現(xiàn)用戶端各模塊的內(nèi)部自優(yōu)化、自適應(yīng),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
42、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(dǎo)用戶用電負(fù)荷主動(dòng)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(xiàng)信息交互技術(shù)保證信息流在各個(gè)能源模塊間的雙向自由流動(dòng),收集各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行初步的分類、處理,隨時(shí)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(xiàng)技術(shù)把能源供應(yīng)模塊、能源網(wǎng)絡(luò)模塊以及能源需求的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成、處理、分析以對外公布,同時(shí)反饋到優(yōu)化模塊來制定系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃,在較為長遠(yuǎn)的時(shí)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(jìn)一步循環(huán)優(yōu)化、修正系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。2.4.3 能源互聯(lián)網(wǎng)與新能源電力系統(tǒng)銜接關(guān)鍵技術(shù)為進(jìn)一步強(qiáng)化能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在推動(dòng)新能源并網(wǎng)、構(gòu)建新能源電力系統(tǒng)方面的推動(dòng)作用,應(yīng)當(dāng)在目前已有的智能電網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上,嵌套更為先進(jìn)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(shí)配合廣域能源規(guī)劃技術(shù)、運(yùn)營技術(shù),實(shí)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(gè)模塊之間信息能量充分互聯(lián)互通,這需要以強(qiáng)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)
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