论文部分内容阅读
随着我国能源结构调整的不断深入,构建以清洁能源和可再生能源为核心的新型能源供应体系,是未来我国能源电力系统发展的方向和目标。在高渗透率可再生能源背景下,如何保证能源电力系统的高效、经济、可靠运行,同时提高可再生能源在终端能源利用中的比例,是在未来能源电力系统建设过程中所必须解决的问题。通过需求响应机制对用户侧可控负荷进行调控,实现系统双侧可控资源的协调互动,是在当前技术发展水平下,实现可再生能源有效消纳利用的重要手段。由此可见,需求响应在未来能源电力系统中将发挥更加重要的作用。此外,随着我国电力市场的建设完善,需求响应的实施主体将逐渐由政府和电网公司向配售电公司或者区域能源系统供应商转变,合理的需求响应机制设计不仅能够减小配售电公司运营风险,提高自身运营效益,还能够作为用户差异化的能源增值服务,提升配售电公司的用户粘性和服务质量,综合上述原因,需求响应的有效实施不仅是我国能源结构调整大背景下保证系统运行经济性和可靠性的必要手段,也是未来电力市场环境下配售电公司经营发展的必然选择。因此,针对未来需求响应的主要实施主体,研究用户需求响应资源的调控机制具有重要的理论和现实意义。本文以配售电公司为研究对象,以需求响应实施过程中“用户用能满意度”为主线,针对未来配售电公司降低运营成本和提高区域供电可靠性的企业经营需求,研究其对于用户需求响应资源的调控策略。根据未来配售电公司所面临的外部环境变化以及国内外当前已有的针对需求响应资源调控策略的研究现状,本文从面向配售电公司的用户需求响应资源调控策略,面向综合能源服务商的用户需求响应资源调控策略,面向区域能源系统供应商的需求响应资源可靠性效益评估以及未来能源互联网背景下需求响应资源调控模式四个方面对未来新型能源系统以及能源市场环境下的用户需求响应资源调控问题进行研究。第一,研究面向配售电公司的用户需求响应资源调控模型。以当前的电力系统和电力市场为背景,基于用户侧的智能能量管理系统,构建了考虑用户满意度的配售电公司两阶段需求响应资源调控模型。首先,对用户用电负荷特性进行分析,构建了针对不同类型负荷的用户需求响应调控模型;其次,根据需求响应过程中不同类型负荷的参与特性,基于对用户可中断负荷的调控程度,构建了指标化的用户满意度函数;最后,在目前分时电价的背景下,构建了面向配售电公司的用户需求响应资源调控模型,并提出了一种基于分布式计算思路的两阶段调控机制,旨在减少用户与系统之间的数据交互量,在一定程度上保证用户用电隐私。通过算例仿真表明:在上述两阶段调控机制能够在不增加用户用电成本的情况下,对用户负荷进行进一步优化,能够在一定程度上协调用户满意度和系统调控效益。第二,研究面向综合能源服务商的用户需求响应资源调控模型。能源互联网的建设以及用户用能需求的复杂化,配售电公司将向着综合能源服务商角色转变。在综合能源系统背景下,构建了考虑用户可中断负荷以及热负荷调控成本的用户需求响应资源两阶段调控模型。首先,在上一部分研究的基础上,构建用户热/电可转移负荷以及储热设备的物理模型;其次,在可中断负荷和热负荷响应补偿机制下,基于未来综合能源服务商所面临的主要不确定性,构建了考虑用户需求响应资源调控程度的两阶段随机调控模型,通过算例分析表明:需求响应资源能够有效降低综合能源服务商在未来多类型能源市场下的运营成本和风险,同时,也分析了不同类型补偿机制对用户热负荷使用满意度和调控策略的影响。第三,研究面向区域能源系统运营商的需求响应资源可靠性效益评估模型。保证系统可靠性既是未来配售电公司的法律义务,也是其保持区域用户量的重要保证。随着分布式电源在配网层面的接入,配售电公司需要对区域能源系统进行规划和调控。在上述背景下,构建了计及用户行为选择的需求响应资源对分布式能源系统可靠性影响评估模型。在需求响应补偿机制下,将每次调控结果对用户需求响应参与程度的影响考虑进可靠性评估模型,从而使得需求响应资源对系统可靠性的贡献程度评估更加准确,同时也方便分析调控程度对用户参与策略影响以及其长期的变化规律。第四,研究未来能源互联网需求响应资源调控模式。促进需求响应资源参与市场交易,是有效衡量需求响应资源实际价值的重要途经和手段。在未来综合能源系统和分散能量市场环境下,需求响应将向着综合需求侧响应的方向发展,本文重点分析了综合需求响应的基本调控模式和实施的关键技术。同时,提出了在未来分散能量市场环境下,基于区块链技术的综合需求响应资源参与分散能量市场交易的基本模式。