需求侧资源如何化零为整参与辅助服务?

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  可再生能源比例的很慢了 了 提高,为电力系统运行带来了更多的不选择性,尤其是风电、光伏发电随着气象变化其出力会地处大幅度的波动。不选择性的增加,对调频、备用等电力辅助服务提出了更多需求,而传统发电机组占比相对下降意味原有辅助服务提供者的减少。各国纷纷刚开始了研究通过灵活性改造挖掘传统机组的潜力,以及可再生能源[2]和储能装置[3-5]参与辅助服务的技术和机制。构建洁净间低碳安全高效的新一代能源系统,除了在电源侧使用更洁净间的能源发电,都可以在需求侧通过更有灵活的电力消费来实现[6-10]。现货市场中,发电容量既提供电能量,也须要提供调频、备用等辅助服务,当局部地区在线发电容量短缺时,会造成对应节点电能价格的升高,而需求侧资源参与提供辅助服务则有益于释放帕累托图另一好几个 多 用于提供辅助服务的发电容量,有益于平抑那些节点的尖峰价格。随着我国电力市场改革的深入,售电侧市场逐渐放开,售电商除了代理用户参与电能交易,更兼具了需求侧资源集成商[11-12]的功能,都可以通过整合需求侧资源参与电力辅助服务市场[13],进一步发掘需求侧的灵活性潜力。

  国外的实践为我国建立用户侧参与的辅助服务分担共享新机制提供了参考。例如 ,PJM和德州电力可靠性委员会(Electric Reliability Council Of Texas,ERCOT)为需求侧响应提供了较为宽松的辅助服务市场准入条件。其中PJM几乎允许需求侧响应参与到所有的辅助服务交易中来,ERCOT则允许其提供旋转备用,并将旋转备用改称作响应备用。从成交价格来看,在许多八时 美国帕累托图地区需求侧提供辅助服务地处获利空间。

  需求侧资源的利用要克服单体性能欠缺、用电行态差异大、终端用户参与积极性不高、现货价格波动等诸多困难。需求侧资源的发展经历了一好几个 多 多从被动到主动,从单体到集成的过程,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的概念也应运而生[14-15]。学者针对VPP中分布式能源不选择性提出了相适应的调度控制法律法子[16-17],并进一步结合现货市场分时电价的变化,设计了其参与电能市场的竞价策

  略[18-19]。目前的研究中主要集中在怎么模拟常规电厂参与电能市场,在组合选择后以一好几个 多 多相对选择的行态,参与到电力现货交易,对VPP参与辅助服务市场少有涉及。相对于常规电厂,VPP实在 须要更比较复杂的控制策略和面对絮状对象的管理法律法子,但全版总要其自身独特的优势,其容量规模可配置、內部性能可调节,使之都可以更加机动灵活的适应系统须要,且其集成周期较之常规电厂建设周期要短得多。本文从集成商集成资源的层厚,尝试提出并不是 需求侧资源的灵活组合策略,即随目标八时 的变化采用不同的VPP组合,以更加主动的形式,参与到电力辅助服务市场中。

  电力辅助服务市场中主要参与竞价交易的服务类型是有功平衡相关的调频、备用服务。其中,备用服务的响应时间和调节精度要求相对调频服务较为充裕,更适合集成商参与。集成商所掌握的备用资源主要来自可控的非发电设备,如储能装置、可控负荷等。机会都可以了 发电能力,例如 资源的持有者先要在日前提前预测啥时候每个单体资源有能力提供符合技术要求的可调容量;当时人面,非发电资源的容量又十分可观,都可以利用规模效应弥补单体资源的先天欠缺,可是我在保证一定可靠性要求的前提下,有效利用非发电资源将有机会获得更好的经济性。对于辅助服务资源而言,其可靠性主要体现在其中标容量的高可用性上。作为集成商,都可以通过优化组合其控制的资源,得到具有高可用性概率的VPP,达到可类比甚至超越发电资源的可用性概率。集成商参与辅助服务市场中竞价,须要决策不同八时 帕累托图辅助服务的投标容量,并考虑在对应八时 在怎么经济的构建满足可用性概率要求的VPP。为使VPP能达到预期的高可用性概率,需引入条件约束,本优化策略问题报告 ,也成为一好几个 多 多机会约束优化问题报告 (chance constrained programming,CCP)。最初CCP在电力优化中应用于机组组合问题报告 ,用来考虑负荷波动和设备故障的不选择

  性[20-21]。文献[22]将CCP引入VPP投标决策问题报告 ,以替代蒙特卡洛法补救VPP中分布式能源和可再生能源出力的波动性。本文则将CCP应用于实现VPP整体的高可用性概率,以体现需求侧资源的规模效益。

  基于上述分析,本文首先分析了集成商可控备用资源的技术特点与经济性的关系,又基于备用资源的可用性率等效概率的理论假设,建立了集成商参与辅助服务市场的投标策略决策模型,决策不同辅助服务类型的投标容量,以及每类备用资源须要在不同辅助服务投标容量中怎么配比,以期参与电力辅助服务市场收益最大化,最后通过算例验证了该资源组合投标策略的有效性。

  1 集成商可控负荷的技术经济特点

  性性心智成熟是什么是什么的句子的句子的句子图片 图片 期图片 电力市场中,通过竞价交易获取的辅助服务主可是我 有功平衡相关的调频、备用服务。相应的技术指标主要包括:最小容量、响应时间、响应精度、持续时间、调节方向、可用性等。备用服务按响应时间的要求从短到长,分别为:旋转备用、非旋转备用和补充备用等。随着电力系统对灵活性要求的提高,总要出现更细分的备用服务种类。以旋转备用服务为例,负荷高峰八时 系统备用容量欠缺时,机会集成商能控制负荷降低用电电力,在都可以了 阻塞的情况下,从维持电力平衡的层厚,与系统调度要求某台机组增加发电出力的效果是一致的。

  最小容量要求辅助服务投标容量合适达到一定规模的门槛,都可以了水泵、电锅炉、中央空调等大型设备才有机会满足并不是 要求。其它需求侧单一设备通常欠缺以达到直接参与市场竞价的规模,势须要要经集成商整合上都可以参与市场竞价。集成商可调用的备用资源包括可控负荷、电储能装置等。集成商须要与备用资源的持有者约定在何种情况下,以那些价格使用那些资源,使之成为一好几个 多 多VPP。集成商通过组建VPP参与辅助服务市场的关系如图1所示,即集成商根据计划参与的辅助服务交易品

  种,对其掌握的可控资源进行组合,形成对应交易品种的若干VPP,同一资源一般只参与到一好几个 多 多VPP组合中,但亦不排除单体规模较大的资源分为几帕累托图,分别作为不同VPP的构成帕累托图。

  对应备用服务的技术要求,VPP除了容量规模达标外,还应合适满足持续时间、响应时间和可用性3方面的要求。

  1)响应时间。

  响应时间是指从接收到调度指令,到全版达到指令要求所需的最长时间。削减或增加VPP整体负荷电力,主可是我 靠控制絮状用电设备的启停情况实现的。对于可控负荷,可是我有絮状的时间供其做好启停准备即可,目前常见备用服务10 min到150 min的响应时间要求全版都可以满足。可是我,由絮状小型单体负荷资源组成的负荷集成体,有机会比发电机组跟随调度中心的信号做出减慢的响应。

  2)持续时间。

  持续时间是指全版响应调度指令后,备用资源须要保持该情况的最短时间。仍以旋转备用为例,有的市场要求持续时间为150 min,全版总要的市场要求达到150 min、120 min甚至更久。单体负荷资源,机会自身用电需求的刚性,无法像发电机组那样保持长时间的功率输出或输入,但通过轮换控制的法律法子,使负荷集成体总体的持续时间达到辅助服务持续时间的要求。

  3)可用性。

  可用性是地处实时调用过程中,中标资源都可以完成对调度指令的响应,按指令上线运行。机会需求侧的设备很少像发电机组另一好几个 多 专门从事电力生产,自身的用电需求地处一定刚性,加之其提供辅助服务的能力与其工况密切相关,这就限制了单体资源的可用性概率。VPP则由絮状单体资源组合得到,可是我集成资源个体数量足够多,甚至都可以获得比发电机组更好的可用性。

  可参考性性心智成熟是什么是什么的句子的句子的句子图片 图片 期图片 电力市场中的备用服务品种的技术要求,将上述好几个 性能要求划分为好几个 区间,分别对应持续时间、响应时间和可用性的低、中、高性能指标,如表1所示。不同性能的可控负荷共27种(见附表1),将性能评分总值归一化补救得到性能综合评分后,得到7个分档的负荷资源。

  要实现对负荷很慢了 了 、可靠、可重复的控制,须要部署自动化控制装置,并将其与AGC系统连接。整个自动控制系统包括:通信系统、软硬件网关、基于标准化的通讯协议、控制和集成平台、测量和遥感系统等。文献[23]经过对多个实际需求侧自动化改造和试点项目的统计,提出实施自动化控制的集成平均成本约为150/ (MW·h)。考虑空调、电锅炉、电储能装置、工业生产设备、生活电器等不同设备自身投资成本和运行要求的差异,集成成本在平均成本的基础上有一定差异,详见附表1。

  2 需求侧资源的可用性等效概率

  电力辅助服务市场中,作为目前主要备用资源的火电和水电等传统电源,技术性性心智成熟是什么是什么的句子的句子的句子图片 图片 期图片 、运行稳定。当前执行的辅助服务技术规范和市场规则最初也是根据那些机组的行态制定的。可是我,对于备用服务的可用性要求也相应比较高。不论是通过备用市场出清还是双边协商,一旦选择备用责任,则要求备用资源在被调度时具有很高的可用性,调用失败的考核也相对严格。

  集成商所掌握的资源地处需求侧,包括絮状的用户电气设备,以及一帕累托图电储能装置。需求侧资源的可用性受其用电情况的影响,兑现中标容量须确保该帕累托图容量在相应八时 的地处运行情况,且都可以降低负荷电力或停止运行;储能装置可用性则受其充放电情况的影响,要兑现中标容量须在相应八时 有足够的充放电能力以满足持续时间的要求。如前文所述,那些资源有其自身运行的技术经济特点,单独个体在可用性上难以与传统电源相比,可是我机会数量众多,都可以通过一定策略作为一好几个 多 多集合体统一控制,达到足够的可用性概率,从而实现备用资源的可用性等效。

  3 集成商辅助服务资源投标策略模型

  集成商参与电力辅助服务市场的备用资源组合优化须要决策一好几个 多 多问题报告 :首先,集成商要筹划参与不同辅助服务品种各有的预期中标容量,这取决于对各类辅助服务价格的预测和资源集成成本的控制,并考虑资源组合可用性对考核费用的影响;其次,要完成所掌握资源对应八时 的VPP组合,使其投标容量能达到相应辅助服务品种的性能要求,须要引入机会约束参与优化。集成商辅助服务资源投标决策过程如图2所示。

  模型须要满足以下约束条件:

  1)投标容量上限约束。

  此处假设集成商作为价格接受者参与辅助服务市场,并不是 影响市场边际价格,其对参与电力辅助服务市场收入的预期是基于过往成交历史数据得到的预测价格,可是我引入一好几个 多 多最大投标需求Dj,t,maxDj,t,max作为约束,使之投标容量控制在一好几个 多 多不影响市场出清价格的范围内。