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电力柔性负荷调度调度模式

2022/07/15219 作者:佚名
导读:电力柔性负荷调度参与调度计划的模式 (1)基于电价的模式 通过价格信号引导用户合理调节和改善用电结构和用电方式,已有大量文献对此进行了研究,包括电价决策模型、电价对负荷曲线形状以及电网可靠性等方面的影响 。分时电价一般在日前或更早时间尺度上制定并发布,电力用户有充分的时间合理安排用电计划;实时电价是基于边际成本理论的一种动态电价机制,反映的是各时刻供应与需求的变化关系,有利于市场风险在供电商与用户

电力柔性负荷调度参与调度计划的模式

(1)基于电价的模式

通过价格信号引导用户合理调节和改善用电结构和用电方式,已有大量文献对此进行了研究,包括电价决策模型、电价对负荷曲线形状以及电网可靠性等方面的影响 。分时电价一般在日前或更早时间尺度上制定并发布,电力用户有充分的时间合理安排用电计划;实时电价是基于边际成本理论的一种动态电价机制,反映的是各时刻供应与需求的变化关系,有利于市场风险在供电商与用户之间进行合理分摊,但只会对具有快速响应能力或电价敏感型柔性负荷起到引导作用。尖峰电价是在分时电价基础上叠加尖峰费率而形成的一种动态电价机制,可有效降低系统尖峰时段的负荷。总的来说,响应电价的用户无需向电网调控部门申报自身的个体用电信息,因而适用于任意大、中、小型用户,但用户自主响应行为的不确定性较大;此外,用户响应和动态电价的制定存在一定的相互影响关系,当大量用户同时响应电价变化时可能导致用户需求同时转移到低电价时段,从而引起新的用电高峰,这是需要电价制定部门进一步关注的问题。

(2)基于合同约定的模式

电力公司与用户签订协议,事先约定用户的基本负荷消费量和削减负荷量的计算方法、激励费率的确定方法以及违约的惩罚措施等,是电力公司引导柔性负荷参与电网调度运行的有效手段。若由用户调整用电量称为可中断负荷,由电力公司或负荷聚合商的负控装置削减负荷称为直接负荷控制。目前作为调峰的一种重要手段已被美国几乎所有电力公司采用,国内江苏、河北等省也制定了管理方案。直接负荷控制通常针对居民或小型商业用户,简单实用、可靠性高 。

(3)需求侧竞价的模式

电力负荷以竞价形式与发电侧资源共同参与市场竞争并获得经济利益,市场运行者通过全局优化取得市场出清。英格兰和威尔士电力市场在20世纪90年代开展了需求侧竞价的市场竞价模式,赋予用户通过申报削减负荷价格和发电侧统一参与电力市场竞争的权利,实现了调度中心对机组和负荷资源的统一调配。近年来,相关研究主要集中于竞价规则、负荷响应的多时段特性以及需求侧资源与可再生能源的联合优化等方面 。

(4)有序用电的模式

国内需求侧管理主要采取以行政引导为主、经济手段为辅的有序用电模式,包括错峰、避峰、限电、拉路等,本质上是在用电高峰期将电网各节点的负荷在时间、空间上重新安排,通过时间上的有序移动实现移峰填谷、平缓系统负荷曲线,通过空间上的协调配合实现消除阻塞、降低系统网损。

总的来说,电力公司通过制定合理的电价能够引导大多数柔性负荷,但由于用户自主响应的不确定性,难以对其进行精确调度,主要从用户针对电价的响应行为并以此预测负荷曲线形状的变化来体现对调度计划的影响,可认为是一种引导型预调度;基于合同的模式可靠性较高,可作为“虚拟发电资源”直接参与调度计划编制;需求侧竞价使得电力负荷作为虚拟发电资源能够与发电商平等竞价,但对电力市场发展程度要求较高;国内目前采取的有序用电模式对于保障电网的安全运行起到了良好的促进作用,但对用户的利益还缺乏充分的考虑。此外,由于负荷响应的不确定性,如何从计及需求响应资源的多周期响应特性协调优化调度不同时间尺度上的柔性负荷资源,其调度模型及协调算法仍有待进一步研究。

电力柔性负荷调度参与备用计划的模式

作为应对系统小概率高风险的容量事故的优质资源,柔性负荷参与备用计划备受关注。特别开展了大量研究。有文献巨讨论了可中断负荷的经济补偿模型及报价清算规则,将IL的市场引导方式分为低电价与高补偿两种,提出基于风险观点对这两种方式进行协调。有研究介绍了可中断负荷参与系统备用的交易机制,提出基于帕累托最优的系统备用优化模型。电动汽车普及后,借助V2U技术可调动电动汽车电能参与备用服务 。

电力柔性负荷调度参与频率控制的模式

为了补充机组快速调节能力的不足,安排快速响应负荷参与电网功率/频率控制已引起国内外学者的关注。有文献将动态需求控制器嵌入用户用电设备以改进系统的频率稳定性,控制器能够监视系统频率并开关用电设备,在用电需求和电网运行状态间进行折中。

此外,自国际上提出自动需求响应概念后,作为需求响应的最新实现形式,为增强用户参与可靠性、提升响应水平提供了新的发展理念,也为快速响应负荷参与频率控制提供了更为有效的手段。

电力柔性负荷调度存在的问题

目前柔性负荷调度模式和控制策略研究中尚存在以下几点比较突出的问题。

1)在负荷自主响应行为不确定性方而还需要进一步深化研究,特别是大量柔性负荷基于电价的聚合响应的不确定性对电网调度的影响,计及不确定后柔性负荷调度如何与常规发电调度相配合。

2)传统发电调度包括日前、日内、实时调度计划和自动发电控制等多个时间尺度,柔性负荷如何从预测误差、响应特性、调节能力、调节范围、调度成本等角度协调参与不同时间尺度的调度还有待进一步分析和研究。

3)未深入探讨不同类型柔性负荷的分解协调问题。柔性负荷类型多,既有接入110kV以上电压等级的大用户,也有数量多、分布广、响应特性各异的中小负荷,在区域电力系统调度层面,往往只能给出参与调度的配电网、专变用户、大用户、负荷聚合商的调度计划、备用容量安排,尚不能将其分解到每一个负荷上。

4)研究成果集中于维持系统有功平衡方而,对柔性负荷作为控制手段支撑系统安全可靠运行方面的研究还十分有限。

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