面向電力市場環境的配電系統源網荷儲協同規劃個人介紹核心期刊《電測與儀表》、《中國電力》、《電力信息與通信技術》青年編委《e-Prime》青年編委1研究背景與主要架構1研究背景與主要架構2市場環境下配電系統規劃要素分析2市場環境下配電系統規劃要素分析3市場環境下配電系統潮流平衡模式3市場環境下配電系統潮流平衡模式4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策5結論與展望5結論與展望?頂層設計強化：出臺《“十四五”現代能源體系規劃》?關鍵技術突破：在柔性直流輸電、虛擬電廠等領域取?頂層設計強化：出臺《“十四五”現代能源體系規劃》?關鍵技術突破：在柔性直流輸電、虛擬電廠等領域取?特高壓輸電技術：已建成多條特高壓線路，實現“西電東送”“北電??特高壓輸電技術：已建成多條特高壓線路，實現“西電東送”“北電?智能電網建設：通過物聯網、大數據、人工智能等技術，提升電網調度的靈活性和可靠性。?儲能技術多元化：鋰電、抽水蓄能、氫儲能等項目快速落地，2023年電化學儲能裝機同比增長超150%。?需求側響應：通過電價機制引導用戶參與?全國統一電力市場：逐步建立跨省區?綠電交易試點：推動綠電證書交易，鼓勵企業使用可再生能源。u9號文發布：2015年《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》提出“管住中間、放開u9號文發布：2015年《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》提出“管住中間、放開u電力交易機構成立：北京、廣州等國家級及30余個省級交易u市場化交易規模擴大：2020年市場化交易電量占比超40%，《電力體制改革方u綠電交易機制：2021年全國綠色電力交易試點u輔助服務市場建設：調峰、調頻等輔助服務交u全國統一電力市場體系：2022年《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》出臺，利益訴求沖出與博弈均衡電網企業網架安全性用戶側降低用電成本各主體信息壁壘分布式決策跨時間尺度協調困難電源、儲能建設周期長網絡擴容中期規劃發電商高密度布局分布式電源信息不對稱與決策分散性投資政策電力市場規則多源耦合與動態關聯市場電價用戶需求響應可再生能源出力利益訴求沖出與博弈均衡電網企業網架安全性用戶側降低用電成本各主體信息壁壘分布式決策跨時間尺度協調困難電源、儲能建設周期長網絡擴容中期規劃發電商高密度布局分布式電源信息不對稱與決策分散性投資政策電力市場規則多源耦合與動態關聯市場電價用戶需求響應可再生能源出力政策激勵市場規則與政策不確定性電力市場規則調整用戶用能習慣遷移政策導向變化氣象數據（風光出力）市場歷史數據（電價波動）極端天氣電價尖峰高維異構數據融合困難用戶行為數據（需求響應）極端場景覆蓋不足場景動態難以刻畫多源不確定性耦合多源不確定性耦合分布式電源分布式電源雙向潮流與網絡約束沖突市場-物理耦合下的平衡市場-物理耦合下的平衡機制研究體系儲能成本高，需量化其在能量/輔助服務市場1研究背景與主要架構1研究背景與主要架構2市場環境下配電系統規劃要素分析2市場環境下配電系統規劃要素分析3市場環境下配電系統潮流平衡模式3市場環境下配電系統潮流平衡模式4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策5結論與展望5結論與展望2市場環境下配電系統規劃要素分析2.1我國部分省份新能源入市比例與保障機制綠點交易試點：北京、天津、冀北及雄安新區綠點交易試點：北京、天津、冀北及雄安新區量通過雙邊協商/掛牌交易保障省份湖北/遼寧新疆/江蘇市場化電量比例增量100%競價集中式100%入市超保障電量100%入市110kV以上項目入市特殊規則存量鎖定0.3949元/kWh分布式暫不參與風電895h綠證限價0-0.05元/kWh無無光伏500h無無無光伏500h無廣東2市場環境下配電系統規劃要素分析l“風光氫氨醇”一體化項目豁免l2025年起，10kV以上工商業用l高耗能企業電價浮動取消20%限山東山東廣東浙江山西l推動綠電交易與碳市場銜接，2024年綠電交易量達76.59億千l要求新能源項目（含補貼項目）2市場環境下配電系統規劃要素分析?可再生能源電量環境屬性的唯一證明（1證?2027年：全國綠證暢通流動，強制與自愿消?2030年：全社會自主綠電需求顯著提升?2024年核發綠證47.34億張（同比增），?廣州：2025年單批次交易1680萬張），?重點行業2030年綠電消費比例不低于全國可?新建數據中心綠電消費比例＞80%2市場環境下配電系統規劃要素分析從"剛性管控"從"剛性管控"到"彈性響應"的架構升級?變革需求:靈活資源接入、動態網44?決策復雜度激增:高維非線性優化、?智能體協同進化:多代理系統、因果推理嵌入從從"單向傳輸"到"雙向互動"的技術范式轉換22?運行邏輯重構:雙向潮流管理、電壓主動控制?規劃方法創新:概率化規劃工具、數字攣生集成33?數據治理挑戰:多主體數據互通、?平臺能力提升:實時市場耦合、分1研究背景與主要架構1研究背景與主要架構2市場環境下配電系統規劃要素分析2市場環境下配電系統規劃要素分析3市場環境下配電系統潮流平衡模式3市場環境下配電系統潮流平衡模式4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策5結論與展望5結論與展望3市場環境下配電系統潮流平衡模式有序充電模式23233市場環境下配電系統潮流平衡模式3.1車網互動對配電系統潮流的影響分析車網互動對配電系目標函數約束條件節點功率平衡約束狀態和決策變量邊界限約束目標函數約束條件節點功率平衡約束狀態和決策變量邊界限約束目標函數目標函數約束條件約束條件功率邊界限約束功率邊界限約束荷電狀態邊界限約束荷電狀態邊界限約束荷電狀態時間耦合約束荷電狀態時間耦合約束車網互動“均衡點”車網互動“均衡點”3市場環境下配電系統潮流平衡模式負荷/負荷/MW86420有序充電模式無序充電模式時間/hDLMP/($/DLMP/($/MWh)DLMP/($/MWh)時間/h時間時間/h3市場環境下配電系統潮流平衡模式2323?友好的車網互動能夠平抑配電節點邊際電價波動，降低配電系統運行成本。AggregatorConsideringMulti-AgentInteractions[J],AppliedEnergy,360,122810,2024.AggregatorConsideringMultipleUncertainties[J],AppliedEnergy,382,125259,2025.VehicleAggregatorConsideringtheBoundedRationalityofUsers[J],IE4898-4912,2025.（二區SCI期刊）3市場環境下配電系統潮流平衡模式基于區間不確定性的靈活性需求建模不確定性取值不確定性取值主動配電系統中的靈活性平衡機理主動配電系統中的靈活性平衡機理上調靈活性需求下調靈活性需求持續時間清潔能源出力削減需求彈性其他策略其他策略需求彈性儲能充電其他策略可中斷負荷持續時間典型場景可中斷負荷持續時間概率化上調及下調靈活性需求拆解計及二維靈活性供給的靈活性平衡機理不確定性來源:?分布式電源最大可用出力建模方法:基于笛卡爾乘積的混合概率不確定區間概率區間化3市場環境下配電系統潮流平衡模式主體描述分布式電源聚集商儲能聚集商分布式電源聚集商儲能聚集商售電市場環境下的配電網能量管理框架售電市場環境下的配電網能量管理框架售電市場環境下的配電能量管理框架配電系統中的主被動二維靈活性供應建模配電系統中的主被動二維靈活性供應建模和供給曲線需求彈性示意圖3市場環境下配電系統潮流平衡模式1919202122算例參數及區間建模WGVGWGVG55WGESSVGWGESSVGESSESSVGWGVGWG光伏發電的最大出力/MW風力發電的最大出力原始負荷需求風力發電的最大出力原始負荷需求時間/h時間/h時間/h光伏概率風電概率原始負荷需求發生概率第一區間0.3214第一區間0.2688第一區間0.3796第二區間0.2547第二區間0.5126第二區間0.4782第三區間0.4239第三區間0.2186第三區間0.1422概率潮流調度結果概率潮流調度結果節點凈負荷的BCPD節點凈負荷的PCPD0.80.60.40.20.00.00.10.20.30.40.5全網優化后節點凈負荷方差/MW??概率調度解能較好地控制全網的優化后凈負荷曲線波動程度方案的魯棒性分析方案的魯棒性分析案例節點凈負荷方差概率值概率區間建模案例≤0.386MW[0.938,0.943]≤0.308MW[0.752,0.755]≤0.201MW[0.502,0.503]魯棒優化案例0.478MW1?提升調度適應性?評估多主體供給能力?提供概率化決策參考3市場環境下配電系統潮流平衡模式二維靈活性供給的效果分析二維靈活性供給的效果分析節點節點8的負荷削減量節點25的負荷削減量節點32的負荷削減量0.100.080.060.040.024812481220240時間/h第一次確定性計算中的可中斷負荷調度情況在第一次確定性計算中的儲能系統的實際出力結論：系統中的可中斷負荷和儲能設備都起到了滿足負荷需求、平抑凈負荷波動的效果結論：儲能設備還在清潔能源充裕的時段發揮了移峰填谷結論：系統中的可中斷負荷和儲能設備都起到了滿足負荷需求、平抑凈負荷波動的效果3市場環境下配電系統潮流平衡模式1提出了在售電市場環境下結合多主體決策互動的主動配電系統概率能量管理方法，形成了協調DSO優化系統調度方案與多元化市場主體占優策略的雙贏策略。2針對聯合概率區間表征的供需強不確定性形成的靈活性調節需求，構建了協調多主體互動供給系統可調度性和供需彈性的主動配電系統廣義靈活性平衡機理，從理論上給出了考慮拓撲約束的靈活性供需平衡原則。3對于雙層概率區間優化調度問題，給出了基于確定性區間邊界計算的概率潮流求解方法，并通過累計概率計算形成了協調風險偏好和調度成本的概率配電網調度方案。Atlanta,GA,2019.（Bestconferencepaper）1研究背景與主要架構1研究背景與主要架構2市場環境下配電系統規劃要素分析2市場環境下配電系統規劃要素分析3市場環境下配電系統潮流平衡模式3市場環境下配電系統潮流平衡模式4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策5結論與展望5結論與展望4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4.1市場環境下考慮全周期經濟效益的工推動用戶側儲能配置可實現電網與用戶的共贏！推動用戶側儲能配置可實現電網與用戶的共贏！高昂的投資成本高昂的投資成本4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4.1市場環境下考慮全周期經濟效益的工業園區共享儲能優化配置本文所提出的園區共享儲能運營模式中，涉及主體包括若干中小型工業用戶、城市電網需求響應市場變壓器2變壓器2用戶負荷信息流工業園區SES信息流尖峰負荷較大場景出現頻次較低尖峰負荷較大場景出現頻次較低尖峰負荷不高場景出現頻次較高尖峰負荷不高場景出現頻次較高4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4.1市場環境下考慮全周期經濟效益的工業園區共享儲能優化配置雙層規劃模型儲能全運行周期上層：SES優化配置模型雙層規劃模型儲能全運行周期上層：SES優化配置模型Min{投資運營總成本凈現值}Min{投資運營總成本凈現值}SES配置容量與配置功率tt一般負荷場景下層：聯盟運營優化模型高峰負荷場景一般負荷場景下層：聯盟運營優化模型Min{聯盟運營成本}Min{聯盟運營成本}SES充放電功率DR市場約定響應量等DR收益月度需量電費專變擴建需求屋頂光伏出力原始負荷需求?上層模型旨在以最小化SES投屋頂光伏出力原始負荷需求?上層模型旨在以最小化SES投資運營總成本凈現值為目標，制定SES定容配置方案?下層模型以最小化聯盟運營成本為目標，制定全運行周期內各應4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4.1市場環境下考慮全周期經濟效益的工業園區共享儲能優化配置??創新運營模式：提出用戶參與DR市場的SES運營模式，驗證其在多場景下的?優化配置模型：構建考慮政策演化、峰谷價差及違約風險的雙層優化模型，有算例SES配置容量/kWhSES投資運維成本/百萬元用戶基本電費/百萬元用戶需量電費/百萬元節省的專變擴建成本/百萬元/百萬元總成本/百萬元100063.1022.54061.5732.1304301047.924.584考慮主體交易的源網荷儲規劃決策4.1市場環境下考慮全周期經濟效益的工業園區共享儲能優化配置1針對現有園區SES運營模式盈利渠道單一等問題，在現有模式的基礎上設計了考慮用戶參與DR市場的SES運營模式，明確了SES在不同應用場景下的運行原則，并通過仿真實驗證明了所提運營模式在不同條件下均具有2針對現有研究未從宏觀層面上考慮市場政策及峰谷價差等因素的演化特性、未充分考慮DR市場交易違約風險等問題，結合相關政策及市場現狀分析了SES全運行周期內的主客觀不確定性以及市場的時序演變情況，構建了SES雙層優化配置模型，最后通過算例仿真驗證了所提方法的有效性。4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策為應對未來規劃周期內的負荷增長需求以及清潔能源接入消納要求，4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策兩階段不確定性建模兩階段不確定性建模最終負荷需求最終負荷需求兩階段負荷建模示意圖多邊市場中的閉環調度機制多邊市場中的閉環調度機制傳統開環調度與閉環調度的比較考慮主體協調決策的配電網考慮主體協調決策的配電網擴展規劃嵌套式博弈框架4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策方案的魯棒性分析——傳統規劃與考慮非網絡解方案的魯棒性分析——傳統規劃與考慮非網絡解^I/$^II/$算例設計算例設計第二層模型得出的最惡劣情形下凈負荷場景案例1的凈負荷案例3的凈負荷2p.u.p.u.0.510.0-0.5ESS充電ESS放電-2-1.0-1.5-2-1.0-1.5位于節點5位于節點5的ESS充電功率位于節點8的ESS充電功率位于節點5的ESS放電功率位于節點8的ESS放電功率可中斷負荷調度需求響應-3時間/h案例1和案例3中的系統凈負荷曲線以及案例3的非網絡解累計54210-1-2-3-4-5饋線容量限制案例1中的運行范圍案例3中的運行范圍案例1中的運行邊界案例3中的運行邊界主要饋線上強化的容量邊界48121620242832饋線編號?案例3的總成本約為案例1所需投資額的20%?相比案例1，案例3更靠近饋線的經濟運行范圍4考慮主體交易的源網荷儲規劃決策