可延时负荷优化调度研究

随着智能电网的发展,需求侧的一些可控资源在系统中的作用日益突出。在智能电网框架下,高速双向通信技术可以实现需求侧与电网的双向互动。在基于电网制定的电价刺激下,需求侧的可控资源可以响应系统的调度,实现用电时间的转移。可延时负荷是一类有灵活的工作时段而不显著影响效用的负荷。通过对其需求特性在时间轴上进行移动,可以转移负荷的用电时间和改变负荷的用电需求。通过优化调度,可延时负荷有缩小聚合需求曲线的峰谷差、减轻发电机组频繁调节出力的压力、抵偿可再生能源出力的波动、节省发电侧的成本和减少输电网向配电网的根节点注入的能量等价值。为了体现可延时负荷的这些应用价值,执行了相关的研究工作。本文首先从保证发电侧和需求侧供需平衡入手,对可延时负荷具有的时移特性、时移限制、时移前后的能量需求不变性和聚合特性等基本特征进行了研究,根据这些基本特征,提出了可延时负荷群跟踪调度信号的日前优化模型,探讨了能反应发电侧调度要求的调度信号的选取原则。通过对模型适当的简化,选用了分支定界法来求解。经过算例仿真,模型的有效性和可延时负荷具有的缩小聚合需求曲线的峰谷差、减轻发电机组频繁调节出力的压力、抵偿可再生能源出力的波动等价值得到了验证。然后在供需平衡的基础上考虑了发电侧的成本,研究可延时负荷如何与发电侧协同,共同参与电力系统动态经济调度。考虑到可延时负荷的调度是在配电网层,而发电侧的调度是在输电网层,提出了一种基于Benders分解含有可延时负荷参与的动态经济调度模型,用于解决可延时负荷和发电侧处在不同网络层面上的问题。通过对模型的分解和分解层模型间的信息交互框架的建立,能够实现不同网络层面的可延时负荷和发电侧的联合调度。经过算例仿真,模型能经过有限次数的迭代后收敛,通过对可延时负荷的调度,发电侧的成本比不调度可延时负荷的成本减少了。最后考虑可延时负荷所在配电网的网络约束,研究可延时负荷如何优化配电网的运行方式,使输电网向配电网根节点注入的能量减少。由于可延时负荷的聚合特性使潮流方程有了时间段上的联系,所以问题的求解难度被加大。为此,提出了基于泰勒公式展开的不含有潮流方程约束的两种简化模型对问题进行近似求解。经过算例的仿真,两种简化模型均能通过合理地部署可延时负荷使根节点注入的能量减少。