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项目背景
智能电网是在传统电力系统的基础上,通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成的新一代电力系统。发展智能电网是发展能源互联网的基础。近年来,智能配电网领域发展迅速,智能配电终端和配电自动化系统在国内广泛推广,保证了配电领域的供电可靠性。随着分布式电源及各类柔性负荷的大量接入,配电网结构及其运行特性也发生了较大转变。传统配电网没有针对分布式电源并入配电网运行的完整调控方案,配电网控制层尚未制定相关的需求侧响应激励措施,没有与用户侧形成双向互动的需求响应机制等问题的解决日益迫切。同时,仅以满足功率平衡为目标的调度方式不能满足新形势的需要,难以充分考虑各类系统安全经济运行的影响因素。如何稳定、合理地调控配电网中的资源、推进需求侧响应的落实已经成为建设智能配电网的重要目标。
因此,需要提出一种综合考虑经济效益、碳排放、电网物理约束以及奖惩补贴等因素的价值模型来调控区域电网内的各参与方。本文在综合考虑区域电网中源、网、荷互动关系的基础上,剖析了区域能源管控中心中的源、网、荷的内涵,提出了区域能源管控中心的三层驱动体系。同时针对参与价值博弈的不同利益角色构建了各自的最优价值模型,通过引入价值因子,最终建立了可由决策层来协调的区域能源管控中心立体价值模型,并通过案例分析,验证了价值模型驱动的能源管控中心三层立体体系的合理性与可行性。
区域能源管控中心的构成
本文探讨的区域能源管控中心为110 kV及以下电压等级的区域电网,其包含的各类电力能源,如新能源发电、生物质发电、冷热电三联供等;非电力能源,如供热、地热采暖等,可采用等价折算的方式,统一用电能量来度量,这样便于建立包括整个区域的能源管控模型。区域能源管控中心的参与方包含发电方、运维方以及用能负荷方。由于大量分布式电源的接入,使得区域电网中的电力流更加多变,为了实现电力流的合理分布,本文提出了包含物理层、利益层、决策层的三层驱动体系,其结构如图1所示。
图1区域能源管控中心三层驱动体系示意图
区域能源管控中心价值模型
物理层模型
区域能源管控中心三层驱动体系中的物理层包含种类繁多的设备,它们均应遵循自身的物理规律运行,是区域能源管控中心稳定运行的基础。明晰物理层中源、网、荷的控制分类及物理规律是建立价值模型的基础。
电源根据其一次能源形式可分为两类:利用不可再生能源发电的可控电源和利用可再生能源发电的不完全可控电源。典型的可控电源包括微型燃气轮机、燃料电池等;典型的不完全可控电源如风力发电机、光伏发电系统等。
可靠的网架结构和稳定的电网运行模式是区域电网安全运行以及源-网-荷友好互动的基础,其运营价值主要受配电网内网损的影响。
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