新时期电力企业安全论文提纲

2022-11-15

论文题目：配电网需求侧管理降耗激励机制研究

摘要：2018年全国两会确定了新时期能源发展以“坚持绿色发展,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”为中心的能源发展战略。一方面要统筹可再生能源和传统煤电的协调开发,加强用户需求侧的顶层设计和技术创新,另一方面要完善相关政策推动新能源的开发利用。然而可再生能源较明显的间歇性给电力系统带来了安全隐患,因此借助于需求侧管理（Demand Side Management,DSM）技术可以帮助电网运营商平抑风力和太阳能发电的间歇性,解决能源需求在时间和规模上与可再生能源发电不匹配的问题。需求侧管理采用降耗激励政策引导用户在电力系统峰值负荷或边际电价（Locational Marginal Pricing,LMP）升高时减少用电,或将能源使用时间移至夜间和周末等非高峰时段,从而减少发电成本,延迟电力系统升级,提高电网的灵活性、可靠性和经济性。本文主要基于降压节能降耗（Conservation Voltage Reduction,CVR）技术和需求响应（Demand Response,DR）技术设计用户自主参与的需求侧管理机制,降低电力企业峰值负荷或峰值电价时段的经济损失。首先,提出了基于实验测试的制冷负荷热等效参数模型,验证了空调负荷和冰箱负荷在4%电压降下分别产生2%和4%的节能。制冷负荷集群的降压节能效果通过北美大都会地区1666节点网状配电网和IEEE-8500节点辐射状配电网进行了分析验证。仿真研究表明了网状配电网比辐射状配电网在CVR应用中具有更加突出的节能降耗和调峰效果,同时验证了热等效参数模型对于制冷负荷降压节能分析的重要性。其次,提出了用户自主参与的需求响应（Customer Voluntary Demand Response,CVDR）计划,建立了电力企业和用户之间合作博弈的双层优化模型,结合KarushKuhn-Tucker最优条件和Big-M法将非线性双层优化模型转化为一个单层混合整数线性规划问题进行求解。算例仿真采用3节点和IEEE-8500节点辐射状配电网验证了CVDR计划既增强了用户的收益,减少了电力企业经济损失,又实现了电网的调峰需求。再次,针对CVDR计划分配经济激励的不公平,提出了基于夏普利值（Shapley Value,SV）公平机制的优惠券分配方法。夏普利值针对配电网中不同代理控制器对大联盟的边际贡献分配优惠券。SV-CVDR计划实现了电力企业和用户的双层博弈Stackelberg均衡,提升了配电网中占优策略代理控制器的参与积极性,从而提高了电力企业的经济回报。最后,针对CVDR和SV-CVDR计划都无法满足电力用户日用电需求,提出了基于时间尺度能源消纳的需求响应计划TS-CVDR。算例仿真采用3节点辐射状配电网,通过用户侧安装的分布式光伏发电和隶属于电力企业的储能电池的案例分析验证了TS-CVDR计划能够进一步降低电力企业日经济损失。

关键词：需求侧管理;降压节能;需求响应;负荷削峰;夏普利值;公平分配;时间尺度

学科专业：控制科学与工程

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 需求侧管理的国内外研究历史与现状

1.2.1 基于降压节能降耗的需求侧管理技术

1.2.2 基于负荷削峰的需求侧管理技术

1.3 本文的主要贡献与创新

1.4 本论文的结构安排

第二章基于降压节能降耗的需求侧管理