削峰填谷最优时基于DSM分时电价的确定与分析
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基于机器学习的智能电网削峰填谷与能源调度研究智能电网是近年来电力行业领域的一项重要研究课题,旨在通过利用先进的技术和机器学习算法来优化电网的运行效率和能源调度。
本文将围绕基于机器学习的智能电网削峰填谷与能源调度展开研究,从理论与应用等方面进行深入探讨。
1. 研究背景与意义智能电网作为一种革新性的电力系统,能够实时监测电力供需情况并根据需求调整能源分配。
这种机制的引入能够最大程度地优化电网系统的能源利用率,减少电力浪费,并有效削减电网负荷峰值。
这对于提高电力系统的可靠性和稳定性,减少环境污染,降低能源消耗具有重要意义。
2. 削峰填谷技术削峰填谷是指在电力需求量高峰时通过调整能源供应曲线使电力系统负荷降至较低水平,以避免因负荷过大而造成电力系统的异常运行或崩溃。
基于机器学习的智能电网可以利用历史数据和实时监测数据,通过预测和预测电力需求峰谷,优化电网能源分配和调度,以实现削峰填谷的目的。
3. 机器学习在智能电网中的应用机器学习作为一种强大的数据处理和分析工具,可以利用大数据和先进算法来分析历史数据,实现对未来电力需求和能源分配的预测与优化。
常见的应用包括:- 负荷预测:通过分析历史负荷数据以及与负荷相关的气象、经济等因素,利用机器学习算法建立负荷预测模型,从而更准确地预测未来负荷情况。
- 储能调度:智能电网可以基于历史和实时数据,利用机器学习算法优化储能装置的充放电策略,使其在电力需求峰谷期间实现最佳能源利用。
- 能源分配:通过机器学习算法,结合电力需求、能源供应和储能情况等多方面因素,优化电网中不同能源源头的分配策略,确保电网供需平衡和能源利用效率。
4. 智能电网研究挑战与展望虽然基于机器学习的智能电网在理论和技术上有了长足的进步,但仍然存在一些挑战需要克服。
首先,数据质量和数据隐私保护是智能电网研究中的重要问题,需要寻找有效的方法来处理大数据并确保隐私安全。
其次,智能电网的系统复杂性较高,需要建立完善的模型和算法来解决不同的问题。
峰谷分时电价建模策略综述廖烽然;程秀娟;刘晓娜;康学通【摘要】峰谷分时电价是需求侧管理的有效措施之一,是电力经济最有效的调节杠杆.合理的划分时段并制定电价可有效引导用户改变用电习惯,改善电能质量,保证电网资源的优化配置.如何公平合理地设计峰谷分时电价方案是确保其顺利实施的关键.针对峰谷分时电价决策模型进行综述,对其在国内外的发展现状进行概括和分析.具体给出几种常见的分时电价模型,总结分时电价的不同建模方法,最后展望峰谷分时电价的未来发展方向.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2014(041)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】峰谷分时电价;需求侧管理;削峰填谷;电力市场【作者】廖烽然;程秀娟;刘晓娜;康学通【作者单位】国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000;国网山东省电力公司烟台供电公司,山东烟台 264000【正文语种】中文【中图分类】F407.61随着经济和工业的快速发展,用电负荷也在快速增长。
而用户用电时段较为集中,造成电网峰谷差较大,从而电网在低谷时期大量机组闲置,高峰时期拉闸限电,不仅造成资源浪费,还降低了整体经济效益。
为缓解用电高峰期的紧张局面,提出了利用峰谷分时电价的经济手段。
峰谷分时电价通过引导用户改变用电时间和习惯来调整用电负荷,实现削峰填谷,提高用电负荷率和供电质量[1]。
实行峰谷电价,可降低用户的用电成本,还可减少供电公司在电源和削峰填谷方面的投资,减少机组空置率。
因此采用峰谷分时电价来实施电力需求侧管理具有重要意义[2]。
实施峰谷分时电价的关键在于合理划分峰谷时段和确定各时段电价。
否则,如果峰谷分时电价制定不合理,则无法达到预期效果,甚至出现峰谷倒置的现象。
合理划分峰谷时段是保证分时电价顺利建模和实施的前提。
现有文献一般通过评估用户需求响应,将1个周期划分为峰、平、谷时段,所用方法一般分为两类:基于负荷曲线分布分析和基于供电成本变化分析。
基于DSM分时电价的研究摘要:电力公司确定用户用电的峰谷时期而实行分时电价,根据电网负荷的特性,实施不同的高峰电价和低谷电价,以电价的杠杆作用调节用户用电的时间,实现高峰负荷时减少电力公司装机容量的目的,同时挖掘非高峰时期的电力市场,节约社会资源,提高电力社会效益。
关键词:分时电价;电力需求侧管理(dsm)中图分类号:f407.6 文献标识码:adoi:10.3969/j.issn.1672-3309(z).2012.04.30 文章编号:1672-3309(2012)04-65-02一、dsm的概念电力需求侧管理(demand side management,dsm)简单地说,是指在国家宏观调控下,运用有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,在社会各界共同努力下,提高用户用电效率,改善用户用电方式,在满足社会电能消耗的大前提下,减少电力需求,达到节约能源与保护环境的双赢,实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务等所进行的管理活动。
二、dsm的内容以及实施手段dsm的主要内容包括:一是要尽量减少新安装的装机容量,还可以利用盈余容量,优化电网负荷曲线;二是试图减少系统功率发电的燃料消耗,就必须尽量减少系统的发电量,提高用电效率;三是寻找替代能源,回收和开发新能源发电,减少用电。
所以,dsm的目标是为社会和电力用户创造效益,为电力公司节省开支的有意活动。
其主要途径是:a. 削减峰值用电量,以达到降低供电公司的高峰负荷;b. 使电网负荷低谷时期用电量增加,提高电网运行效率;c. 移峰填谷,将用户在高峰时期用电转移到低谷时期使用;d. 整体性节电,政府加大宣传,让用户在生活中节电和使用节电电器等;e. 战略性加载用户在电网盈余电量时多用电;f. 改变电力负荷,政府要大力宣传使用户改变用电方式;g. 大力研发新能源来替代电能,减少能源浪费,增加社会效益;h. 尽量能够反复利用,这样既可以节省能源,又可以造福社会。
基于削峰填谷的储能系统调度模型研究近些年来,新型储能技术得到不断发展和应用。
随着造价的降低,其应用的范围也越来越广,储能技术在削峰填谷方面也得到了一定的应用。
储能技术具有其物理特性和经济特性。
物理特性包括充放电功率和容量的大小、功率与容量之间的关系、响应速度的快慢等:经济特性包括储能系统的投资和运维成本与其额定功率和容量的关系,储能系统每次充放电功率的大小对其投资成本折旧的影响。
因此,研究基于削峰填谷的储能系统调度模型获得以下成果:储能系统在调度期间内各个时段的充放电功率的大小,实现储能系统充放电操作的最优化调度。
从而实现负荷削峰填谷效果以及储能成本和电费支出的最优化,具有理论意义和实践价值。
首先,本文分析了各类储能技术物理特性和经济特性。
锂电池以其低廉的价格,较快的响应速度,较高的充放电效率,功率与容量上也较大,适合应用于削峰填谷。
在此分析的基础上建立了适用于削峰填谷电池储能系统的简化电气模型,以及考虑削峰填谷相关经济性所需的经济模型。
其次,基于提高微网系统可靠性的角度配置电池储能系统的功率和容量。
通过采用随机生产模拟,得到微网系统的电力不足概率和电量不足期望值,结合等效持续负荷曲线,以降低这两个可靠性指标为目的,配置储能系统的功率和容量。
然后,建立了在微网中采用储能系统进行削峰填谷的数学模型。
在该模型中,以负荷标准差的最小化作为目标函数,根据储能系统的功率和容量设置功率约束和荷电状态约束,并采用内点法对某孤岛微网系统进行了算例求解。
同时还考虑了电池储能系统不同初始荷电状态对削峰填谷优化效果的影响。
算例结果表明初始的荷电状态越大,优化得到的削峰填谷效果越差。
最后,在原有数学优化模型的基础上考虑了经济性对削峰填谷的影响。
经济性上的考量包括储能投资成本和运维成本,以及分时电价对削峰填谷的影响。
为了表征经济性的影响,将原来物理性的单目标函数中加入储能成本函数和电费支出函数这两类经济性的目标函数,单目标函数变为了多目标函数。
削峰填谷法什么是削峰填谷法?削峰填谷法,也称为需求响应调度技术,是一种通过调整能源供给来平衡电力系统负荷与发电能力之间的差异的方法。
它通过减少高负荷时段的电力消耗(削峰)和增加低负荷时段的电力消耗(填谷),以实现电网负荷平衡和节约能源。
在传统的电力系统中,供需平衡是一个重要的问题。
高峰期通常需要大量的电力供应,而低谷期则可能导致过剩的电力浪费。
削峰填谷法旨在通过灵活调整能源供给来解决这个问题。
削峰填谷法的原理削峰填谷法基于对电网负荷波动进行预测和调度。
它利用先进的监测技术和智能控制系统,根据历史数据、天气预报、用户行为等因素,预测未来一段时间内的负荷情况。
一般来说,高峰期通常集中在白天或晚上特定时间段,而低谷期则是相对较长的其他时间段。
根据这些预测结果,削峰填谷法可以在高峰期采取措施减少电力消耗,例如通过提醒用户调整用电行为、推广节能措施、限制高能耗设备的使用等。
同时,在低谷期可以采取措施增加电力消耗,例如通过促进电动汽车充电、推广智能家居设备等。
削峰填谷法的关键是实时监测和响应。
通过智能监测设备和远程控制系统,电力供应商可以及时了解当前的负荷情况,并根据需要进行调整。
这种实时响应可以确保电网负荷平衡,并最大程度地利用可再生能源等清洁能源。
削峰填谷法的优势削峰填谷法在解决电力供需平衡问题上具有许多优势:1.节约能源:通过在低负荷时段增加电力消耗,削峰填谷法可以避免高负荷时段的过剩供应和低负荷时段的浪费。
这样可以最大限度地提高能源利用率,减少对非可再生能源的依赖。
2.降低成本:削峰填谷法可以减少电力供应商的运营成本。
通过合理调度电力供给,可以避免在高峰期需要额外投入昂贵的发电设备,同时也可以减少低谷期的电力浪费。
3.提升电网稳定性:削峰填谷法可以平衡电网负荷和发电能力之间的差异,提高电网的稳定性和可靠性。
通过实时监测和响应,可以确保供需平衡,避免因负荷过重或过轻而导致的电网故障。
4.促进可再生能源发展:可再生能源(如风能、太阳能等)具有不稳定性和间歇性。
电力需求侧管理分时电价探究作者:朱建飞来源:《科技创新与应用》2015年第33期摘要:谷峰分时电价是一种有效的电力需求侧管理手段,能引导电力用户合理用电,在电力资源优化配置方面发挥了积极作用。
文章对电力需求侧管理及谷峰分时电价定价方法进行了分析,并进一步探讨了谷峰分时电价实施的有效策略,以期充分发挥谷峰分时电价在削峰填谷中的作用。
关键词:需求侧管理;谷峰分时电价;电力资源配置;优化策略近年来,随着我国工业化、城市化进程的日益深化,用电量逐年增加,电网谷峰负荷差不断拉大,给电力系统安全运行带来了较大压力。
针对这种情况,绝不能单纯的依靠扩大装机容量来满足短暂的尖峰用电,不仅加大了电力系统建设负担,也会造成资源浪费,为此,提出采用电力需求侧管理办法。
谷峰分时电价作为电力需求侧管理手段,在电力系统中的应用,能够赋予电价必要的弹性,拉大谷峰时段电位差,实现对电力负荷的调整和控制,从而提高终端用电效率,优化电力资源配置,达到提高电网负荷率的需求侧管理目标。
1 电力需求侧管理电力需求侧管理,是一种在政府法规和政策支持下,通过有效的激励、引导及适宜的运作方式,改变用电方式、提高终端用电效率、优化资源配置,在满足用电功能的同时减少用电需求和电力消耗,达到资源节约效果,实现成本最低、各方受益的电力服务所进行的管理活动。
这一种用电管理办法最早由美国在20世纪80年代提出,其重点对用户的负荷调整和控制,一方面通过经济激励手段改变用户用电方式,达到削峰填谷的效果,一方面鼓励用户方采用节能、节电、高效的电力设备,提高终端用电效率,是一种利于国计民生的用电管理办法。
2 峰谷分时电价峰谷分时电价是电力需求侧管理一种手段,在国内外有着广泛的应用,在资源优化配置、维护电力系统运行稳定及削峰填谷等方面发挥了巨大的作用。
所谓的峰谷分时电价,就是根据电网负荷变化情况,按照负荷曲线的高峰低谷把一天24小时划分为峰、平、谷三个时段,每一时段实行不同的电价,引导用户合理的安排用电时间,实现削峰填谷,优化电力资源配置,提高电力资源利用率。
削峰填谷方案随着能源需求的增长,电力系统中的峰谷差也越来越大,这给电力系统的运行带来了很大的压力。
因此,削峰填谷方案成为了电力系统中重要的调节手段。
本文将介绍削峰填谷方案的原理、实施方式和优缺点。
下面是本店铺为大家精心编写的5篇《削峰填谷方案》,供大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
《削峰填谷方案》篇1一、削峰填谷方案的原理削峰填谷方案是指通过调整电力系统的负荷,使得电力系统中的峰谷差减小,从而减轻电力系统在高峰期的负担。
具体来说,削峰填谷方案包括两个部分:削峰和填谷。
削峰是指在电力系统高峰期,通过降低系统的最大负荷,使得系统的峰值下降。
削峰可以通过以下方式实现:1. 限制高能耗企业的用电量;2. 鼓励居民在高峰期减少用电;3. 利用储能设备存储电力,以备高峰期使用。
填谷是指在电力系统低谷期,通过增加系统的最小负荷,使得系统的谷值上升。
填谷可以通过以下方式实现:1. 鼓励居民在低谷期增加用电;2. 利用电力储能设备,将低谷期的电力储存起来,以备高峰期使用;3. 通过电力市场的价格信号,引导用户在低谷期增加用电。
二、削峰填谷方案的实施方式削峰填谷方案的实施需要综合考虑电力系统的负荷、电源、储能设备等多个方面。
具体来说,可以采用以下方式来实施削峰填谷方案: 1. 制定电力需求管理计划,通过经济手段鼓励用户在高峰期减少用电,低谷期增加用电;2. 利用储能设备,如电池、抽水蓄能等,将电力储存起来,以备高峰期使用;3. 加强电力系统的调度和运行管理,通过优化电力系统的运行方式,实现削峰填谷的目标;4. 利用智能电网技术,实现电力系统的实时监测和调度,提高电力系统的运行效率。
三、削峰填谷方案的优缺点削峰填谷方案可以有效地减轻电力系统在高峰期的负担,提高电力系统的运行效率,同时也可以促进电力市场的发展。
但是,削峰填谷方案也存在一些缺点:1. 削峰填谷方案的实施需要投入大量的资金和资源,如储能设备、电力调度系统等;2. 削峰填谷方案的实施需要对电力系统进行实时的监测和调度,需要配备专业的人员和设备;3. 削峰填谷方案可能会对某些用户的用电造成一定的限制,影响用户的用电体验。
企业用电峰谷分时电价的成本效益优化分析模型摘要:介绍实施峰谷分时电价是一项有效的DSM措施。
从电力市场运行规则、峰谷分时电价的成本效益分析模型及峰谷分时电价成本效益分析与计算流程几方面进行了浅析。
关键词:峰谷分时电价;成本效益分析;需求侧管理(DSM);用电企业TOU electricity tariff corporate cost-benefit analysis model optimizationFang XiumeiHuang RulinAbstract: The implementation of TOU pricing is an effective DSM measures. From the electricity market operation rules, TOU pricing model and cost-benefit analysis cost-benefit analysis of TOU pricing and calculation of several aspects of the Analysis Process.Key words:TOU price; cost-benefit analysis; demand-side management (DSM); electricity companies一、引言随着企业的不断发展,用电需求也越来越高,而电力需求侧管理(demand side management,DSM)作为一种有效的负荷管理手段也越来越受到重视。
DSM是指电力公司为了影响(改变)用户的电力消费,使其产生电力公司希望的负荷曲线形状(即改善负荷时间特性及数量)而计划和实施的措施。
国内外的研究表明,峰谷分时电价的确是一项有效的DSM措施。
它通过价格信号引导用户采取合理的用电结构和方式,从而减小电网高峰时段的负荷需求,提高系统负荷率和设备利用率,增强系统运行的可靠性和经济性,不仅有利于节约能源和电网资源的优化配置,还有助于企业的可持续发展。
电力需求侧管理分时电价探究谷峰分时电价是一种有效的电力需求侧管理手段,能引导电力用户合理用电,在电力资源优化配置方面发挥了积极作用。
文章对电力需求侧管理及谷峰分时电价定价方法进行了分析,并进一步探讨了谷峰分时电价实施的有效策略,以期充分发挥谷峰分时电价在削峰填谷中的作用。
标签:需求侧管理;谷峰分时电价;电力资源配置;优化策略近年来,随着我国工业化、城市化进程的日益深化,用电量逐年增加,电网谷峰负荷差不断拉大,给电力系统安全运行带来了较大压力。
针对这种情况,绝不能单纯的依靠扩大装机容量来满足短暂的尖峰用电,不仅加大了电力系统建设负担,也会造成资源浪费,为此,提出采用电力需求侧管理办法。
谷峰分时电价作为电力需求侧管理手段,在电力系统中的应用,能够赋予电价必要的弹性,拉大谷峰时段电位差,实现对电力负荷的调整和控制,从而提高终端用电效率,优化电力资源配置,达到提高电网负荷率的需求侧管理目标。
1 电力需求侧管理电力需求侧管理,是一种在政府法规和政策支持下,通过有效的激励、引导及适宜的运作方式,改变用电方式、提高终端用电效率、优化资源配置,在满足用电功能的同时减少用电需求和电力消耗,达到资源节约效果,实现成本最低、各方受益的电力服务所进行的管理活动。
这一种用电管理办法最早由美国在20世纪80年代提出,其重点对用户的负荷调整和控制,一方面通过经济激励手段改变用户用电方式,达到削峰填谷的效果,一方面鼓励用户方采用节能、节电、高效的电力设备,提高终端用电效率,是一种利于国计民生的用电管理办法。
2 峰谷分时电价峰谷分时电价是电力需求侧管理一种手段,在国内外有着广泛的应用,在资源优化配置、维护电力系统运行稳定及削峰填谷等方面发挥了巨大的作用。
所谓的峰谷分时电价,就是根据电网负荷变化情况,按照负荷曲线的高峰低谷把一天24小时划分为峰、平、谷三个时段,每一时段实行不同的电价,引导用户合理的安排用电时间,实现削峰填谷,优化电力资源配置,提高电力资源利用率。
工商业分时电价机制
工商业分时电价机制是一种基于电能时间价值的电价策略,旨在引导电力用户削峰填谷,优化用电行为,保障电力系统的安全稳定运行。
这种机制通过对不同时段制定不同的电价水平,使用户在高峰时段减少用电,在低谷时段增加用电,从而降低系统整体的用电成本,提高电力系统的运行效率。
分时电价机制通常包括峰谷电价机制和季节性电价机制。
峰谷电价机制将一天划分为高峰、平段、低谷三个时段,并对各时段制定不同的电价。
高峰时段电价最高,平段电价次之,低谷时段电价最低。
这种机制鼓励用户在高峰时段减少用电,从而降低系统负荷,保障电力系统的稳定运行;同时,低谷时段较低的电价则鼓励用户增加用电,提高电力系统的设备利用率。
季节性电价机制则是根据季节变化对峰平谷时段进行差别化安排。
例如,在夏季高温时段,用户对空调等制冷设备的需求较大,系统负荷较高,因此夏季的峰时段电价会相对较高。
而在冬季,用户对采暖设备的需求较大,系统负荷同样较高,因此冬季的峰时段电价也会相应提高。
季节性电价机制能够更好地反映电力市场的实际情况,提高电价政策的针对性和有效性。
总的来说,工商业分时电价机制是一种有效的电力市场管理工具,能够引导电力用户优化用电行为,降低系统整体的用电成本,提高电力系统的运行效率。
同时,这种机制也能够促进电力市场的竞争和发展,推动电力行业的可持续发展。
python电力削峰填谷算法电力削峰填谷是一种通过调整电力负荷的方式来平衡电网供需之间的差距的技术。
它可以减少电力系统的峰值负荷,提高能源利用效率,降低对发电设备的需求。
在实际应用中,削峰填谷技术通常用于电力系统的调度和控制,以实现能源的高效利用和电网的稳定运行。
削峰填谷算法是指一套用于实现电力削峰填谷的计算方法和策略。
这类算法根据电力系统的需求和供给情况,通过动态调整负荷的方式,使得系统在供给和需求之间保持平衡,并尽可能降低峰值负荷的发生。
在削峰填谷算法中,首先需要对电力系统的负荷需求进行预测和估计。
这个过程可以利用历史数据、天气预报、用户需求等信息来进行。
通过对负荷需求的预测,可以更好地安排电力系统的运行计划,提前调整发电设备的输出功率和负荷侧的接入情况。
基于负荷需求的预测结果,削峰填谷算法会根据电网的运行状态和目标要求,制定出相应的调度策略。
这些策略通常包括以下几个方面:1.调整发电设备的运行状态:通过将一部分待机或空闲的发电设备纳入电力系统运行,可以提高供给能力和降低负荷压力。
削峰填谷算法会根据负荷需求的变化,及时调整发电设备的输出功率和运行模式,以满足电网的供需平衡。
2.调整负荷侧的接入情况:削峰填谷算法可以根据负荷需求的预测和供给情况,灵活安排负荷的接入时间和规模。
例如,可以通过智能电表、电动车充电桩等设备来分时段地调整负荷的接入,以避免峰值负荷的同时满足用户需求。
3.利用储能设备:削峰填谷算法可以根据负荷需求和电网运行状态,将一部分电力转化为储能设备中的能量,以便在需要时释放。
储能设备包括电池、超级电容器等,可以在负荷需求高峰时释放能量,提供临时的供给能力,降低电力系统的峰值负荷。
4.调度市场交易:削峰填谷算法可以根据电力市场的供需情况和电价变化,灵活地调整电力的购买和销售策略。
例如,在负荷需求低谷期间,可以通过负荷侧管理和电力交易,将电力卖出或购买,以平衡电网供需。
综上所述,削峰填谷算法是一种通过动态调整电力系统的负荷和供给情况,实现电力削峰填谷的技术和策略。
削峰填谷专业英语Peak shaving is a process that reduces the difference between the maximum and minimum electricity consumption over a given period of time. Peak shaving can be a cost-effective way to manage electricity consumption, especially for businesses and organizations with large energy demands.Peak shaving strategies can vary depending on the specific needs and resources of the organization, but they generally fall into four categories:Demand-side management (DSM) involves adjusting energy consumption patterns to reduce peak demand. This can be done by using more energy-efficient appliances, shifting energy use to off-peak hours, or using demand response programs that allow consumers to reduce their energy use in exchange for compensation.Energy storage involves using batteries or other storage devices to store excess electricity during off-peakhours and discharge it during peak hours. This can help to reduce peak demand and the need for additional generation capacity.Distributed generation involves generating electricity on-site using solar panels, wind turbines, or other distributed energy resources. This can help to reduce reliance on the grid and reduce peak demand.Time-of-use (TOU) pricing involves charging different electricity rates at different times of the day. This can incentivize customers to shift their energy use to off-peak hours and reduce peak demand.In addition to these strategies, peak shaving can also be achieved through the use of load control devices, which can automatically reduce energy use during peak hours.选择最合适的削峰填谷策略取决于组织的具体需求和资源。
我们以为,储能技术的发展,其场景的运用及价值的挖掘应当分为三个层次,第一层次为单一收益模式,是指仅考虑现有机制体制带来的投资收益,不考虑机制体制不涵盖的其它间接收益,该方法简单,但与储能实际价值偏差较大,例如分时电价管理的场景模式,电厂调频等;第二层次为系统价值模式,是指考虑储能在电力系统内的所有收益,考虑储能的系统价值,但不考虑储能的社会效益,如减排、提高基础设施利用率等,该方法更能反映储能的实际价值,例如储能的需求侧响应等;第三层次为综合效益模式,是指以区域能源系统为研究对象,通过比较该系统中有无储能两种情况下的生产运行成本以及社会效益的不同来计算储能的收益,该方法能够更全面体现储能的实际价值,是储能经济性研究的必然趋势,目前尚无对应储能综合效益模式的经济收益模型,这个层次的发展将与社会综合能源利用结合起来,例如未来的能源互联网模式下的交通、电力与燃气网的互联模式,碳交易模式等。
一、传统发电领域(一)辅助动态运行动态运行是指为了保证负荷和发电之间实时保持平衡,需要火电机组的输出根据调度的要求进行调整,而不是恒定地工作在额定输出状态。
具体包括启动、爬坡、非满发状态和关停4种运行状态。
辅助动态运行的应用是指储能装置和火电机组共同按照调度的要求调整输出的大小,尽可能地减小火电机组输出的波动范围,尽可能地让火电机组工作在接近经济运行状态下,一般来说,火电机组都设计成满发时为经济运行状态,机组的热效率最高。
由于储能技术具备快速响应速度,通过应用储能技术进行辅助动态运行可以提高火电机组的效率,减少碳排放。
动态运行会使机组部分组件产生蠕变,造成这些设备受损,提高了发生故障的可能,即降低了机组的可靠性。
同时,增加了更换设备的可能和检修的费用,最终降低了整个机组的使用寿命。
储能技术的应用可以避免动态运行对机组寿命的损害,减少设备维护和更换设备的费用,进而延缓或减少发电侧对新建发电机组的需求。
二、可再生能源领域(一)削峰填谷在负荷低或限电时,间歇性可再生能源给储能装置充电;在负荷高或不限电时,储能装置向电网充电。
削峰填谷计算方法削峰填谷是一种电力调度策略,旨在平衡电力供需,提高电力系统的稳定性和运行效率。
随着可再生能源的快速发展,削峰填谷计算方法显得尤为重要,能够充分利用可再生能源的优势,并优化电力系统的运行。
1.负荷预测:负荷预测是削峰填谷计算的基础。
通过分析历史数据、天气预报等信息,可以预测出未来一段时间内的负荷情况。
负荷预测可以采用各种模型,如时间序列模型、神经网络模型等。
预测的准确性对削峰填谷计算的效果影响较大。
2.可再生能源预测:削峰填谷计算中,可再生能源的发电量是一个重要的参数。
通过天气预报、发电设备的性能参数等信息,可以对可再生能源的发电量进行预测。
与负荷预测类似,可再生能源预测也可以采用各种模型进行计算。
3.储能设备的优化运行:储能设备在削峰填谷中发挥着重要的作用。
通过合理的储能设备调度策略,可以实现电力的削峰填谷。
储能设备的优化运行可以使用动态规划、最优控制等方法进行计算,以实现最佳的削峰填谷效果。
4.发电机组的优化调度:对于传统的火电发电厂来说,发电机组的优化调度也是削峰填谷计算的重要内容。
通过对火电机组的负荷调节,可以适应负荷的变化,减少峰谷差,并提高火电机组的运行效率。
发电机组的优化调度可以采用线性规划、整数规划等方法进行计算。
5.电力市场的运营机制:削峰填谷计算还需要考虑到电力市场的运营机制。
通过制定合理的电价机制、交易机制等,可以鼓励电力用户参与削峰填谷,促进可再生能源的开发和利用。
电力市场的运营机制可以采用经济学、运筹学等方法进行计算。
削峰填谷计算方法的优化是一个复杂且长期的研究领域,需要综合考虑负荷、可再生能源、储能设备、发电机组和市场机制等因素。
目前,随着信息技术和数学模型的不断发展,削峰填谷计算方法也在不断进步,并且逐渐应用于实际的电力系统中。
削峰填谷计算方法的应用可以带来多方面的好处。
首先,通过减少峰值负荷和填平谷值负荷,可以提高电力系统的供电能力和稳定性。
其次,削峰填谷可以充分利用可再生能源的优势,减少对传统的化石能源的依赖。
削峰填谷最优时基于DSM分时电价的确定与分析削峰填谷最优时基于DSM分时电价的确定与分析
0引言
电价理论是电力市场的核心理论[1]。
在电力市场环境下,确定合理的用户侧电价,可以使用户积极参与电力工业改革,调整用电方式和用电结构,使负荷保持在一个比较平稳的状态,提高电力系统运行效率和稳定性。
作为用户侧电价的一种,分时电价目前在世界各国得到了广泛的应用,而且分时电价是需求侧管理的一种重要手段。
在我国,DSM和分时电价也得到了广泛的研究。
文献[2]和[3]认为我国目前实行实时电价的条件不具备,但实行分时电价是必不可少的。
文献[4]主要针对江苏省实行分时电价后大工业用户的响应进行了分析,认为实行分时电价具有一定的负荷调节效果。
文献[5]提出了用户反应的概念来描述电价对负荷的影响,并提出了基于DSM的分时电价的数学模型,但它们均未涉及平时段电价的确定问题。
文献[6]对平时段电价的确定进行了探索性研究,提出了用MCP计算的平均购电电价来确定平时段电价,将文献[5]的工作拓广到与电力市场报价端相关联的模型研究,从一个可行的途径将分时电价市场化,得到适应电力市场条件的分时电价体系。
但是,由于MCP对平时段电价的限制,文献[6]确定的分时电价不能得到使削峰填谷最优的平时段电价。
从电力系统角度来考虑,要尽可能地减小峰负荷和提高谷负荷,这样才能最大可能地提高电力系统运行效率和稳定性。
因此,本文对削峰填谷效果最优时分时电价的确定进行了研究,提出了削峰填谷效果最优时分时电价数学模型,利用
MATLAB进行了数值仿真,验证了该数学模型确定的分时电价的削峰填谷作用,并与文献[5-6]仿真结果进行了比较,得出本文确定的分时电价的优缺点。
1基于DSM与用户购电费用的分时电价数学模型本文仍采用文献[6]中用户反应定义和数学模型描述电价对负荷的控制作用。
1.1基本假设与参量的设定1.1.1基本假设(a)实行分时电价前后每天的总用电量保持不变。
(b)调整到某一时段的电量按时间轴平均分配。
(c)文中只考虑了价格对用户需求的影响,其他因素的影响需进一步研究;同样文中只考虑了用户需求对价格的影响,其他因素(如燃料价格)对价格的影响暂时忽略。
根据国外实行需求侧管理的经验,在实行需求侧管理后,一般用电量略有增加或基本保持不变,因而假定实行分时电价前后用电量保持不变是合理的。
与[4-6]一样,假设(b)、尤其是假设(c)是为了使本文的讨论得以顺利进行所作的简化性假设,特别的消除假设(c)是一个十分重要的问题,有待进一步的研究。
1.1.2参量的设定1)时段的划分我们将一天24小时划分为3类时段:Tf、Tp、Tg,满足:Tf+Tp+Tg=24(1)其中:Tf峰时段;Tp平时段;Tg谷时段在本文中,我们假定时段划分确定,根据负荷曲线中负荷的分布来进行时段划分。
时段划分的具体数值为:峰负荷时段:8:00~12:00(峰1),18:00~22:00(峰2);平负荷时段:12:00~18:00(平1),22:00~24:00(平2);谷负荷时段:0:00~4:00(谷1),4:00~8:00(谷2)。
2)电价的确定峰、平、谷时段的电价分别为:Pf、Pp、Pg。
满足:其中:Δ为谷时段电价对平时段电价的拉开度;ξ为峰时段电价对平时段电价拉开度与谷时段电价对平时段电价
拉开度的比值。
3)用电量某负荷代表日的负荷曲线为L=L(t)(0≤t≤24),则:其中:Q全天用电量;Qf峰时段的用电量;Qp为平时段的用电量;Qg为谷时段的用电量1.2分时电价数学模型本文根据DSM的总体目标和经济学中的会计学原理,从供需两侧出发建立了分时电价模型。
1)供方获利实行分时电价前供电方的销售收入为:其中:QfTOU、QpTOU、QgTOU为实行分时电价后峰、平、谷时段的用电量实行分时电价后供电方通过削峰可以节约的电力建设投资为M′。
供电方获利的约束条件是:2)用户端受益即3)优化目标尽可能减小峰负荷,提高谷负荷,从而提高电力系统的负荷率、电力系统的运行效率和稳定性,并且尽可能减少用户购电费用,从而达到社会效益最优的目的。
因此,目标函数为:目标函数1:其中:L(t,ξ,Δ)为实行分时电价后,在给定的ξ和Δ条件下用户反应后的负荷。
目标函数1用来实现峰负荷最小,目标函数2用来实现谷负荷差最大,目标函数3用来实现峰谷负荷差最小。
从目标函数来看,为了实现削峰填谷最优的目标,进行单目标优化是不够的,因此选用双目标优化。
观察目标函数1、2和3,我们可以发现,如果选用目标函数2和另外一个函数进行双目标优化的话,由于优化的方向不一致,因此进行双目标优化存在困难;如果选取目标函数1和3进行双目标优化的话,因为优化方向一致,比较容易解决这个问题。
而且,目标函数1和2的优化可以保证削峰填谷最优,因为当峰负荷和峰谷负荷差都最小时,也即是峰负荷最小和谷负荷最大。
多目标优化的方法很多,最简单和实用的是加权系数法[7]。
在加权系数法中,最主要的就是确定权
值。
由于本文模型是首次提出,缺乏相应的数据和方法,因此,在本文多目标优化过程中,利用权值尝试法来确定目标函数的权值。
2仿真与结果比较本文利用浙江某地区典型日负荷数据进行数值仿真。
2.1目标函数权值的确定如前文所述,确定目标函数的权值时采用权值尝试法,通过比较在目标函数取不同权值时的峰负荷与谷负荷仿真结果来确定目标函数的权值,如表1所示。
通过比较仿真结果可以看出,目标函数3占的比例比较大时,峰谷负荷差最小,而且峰负荷与实行分时电价前比减少了821.4MW,可以在削峰和填谷之间达到最佳均衡。
因此,本文对目标函数1、3的权值取为0.2、0.8。
2.2仿真算法(a)取一平时段电价初值,根据数学模型算出满足约束条件的平时段电价的上界和下界;(b)从中选出使峰负荷最小和峰谷负荷差最小在权值为0.2、0.8时达到最佳均衡时的平时段电价;
(c)算出此平时段电价下的最优拉开度和反应后负荷2.3实行分时电价前数据;(a)典型日负荷数据如表2所示。
(b)实行分时电价前最大负荷、最小负荷和用户购电费用:Lmax=7780MW;Lmin=4910MW;m0=6.6243×107元2.4仿真结果削峰填谷最优时分时电价和用户反应后负荷数据如下:ξ=0.3600,Δ=0.4500元/kW;Pf=0.6770元/kW,Pp=0.5150元/kW,Pg=0.0650元/kW;k=10.4154(k为峰时段电价与谷时段电价的比值);Lmax=6945.6MW;Lmin=5900.6MW;
MTOU=6.5730×107元。
仿真结果与原始负荷数据比较。
图1表明,削峰填谷最优分时电价实行后,能够起到很好的削峰和填谷的作用。
从数值上看,削峰填谷最优分时电价实行后,峰负荷为6945.6MW,比实行分时电价前减少了834.4MW,谷负荷为5900.6MW,比实行分时电价前增加了990.6MW。
2.5与文献[5,6]仿真结果比较本文仿真结果和文献[5-6]仿真结果如表3和图2所示。
从图2可以看出,本文确定的分时电价实行后能起到更好的削峰填谷作用。
从数值上看,本文确定的分时电价实行后,峰负荷为6859.6MW,比文献[5]仿真结果小了24.5MW,比文献[6]仿真结果小了38.4MW;谷负荷为5918.2MW,比文献[5]仿真结果大了93.5MW,比文献[6]大了120.5MW。
但是,如果从用户购电费用角度看,本文确定的分时电价实行后,用户购电用为6.6015×107元,比文献[5]确定的分时电价实行后用户购电费用大6.129×106元,比文献[6]确定的分时电价实行后用户购电费用大6.424×106元。
由此可见,虽然本文确定的分时电价可以更好地起到削峰填谷作用,但是使用户购电费用增加很多。
2.6本文分时电价数学模型在实际中的应用构想在实际应用中,各地区可以根据用户调查确定各类用户反应函数的值,根据本地区削峰填谷的需要确定分时电价的具体的值。
3结论本文建立了削峰填谷最优时分时电价数学模型,利用MATLAB进行了数值仿真,验证了本
文数学模型确定的分时电价可以起到很好的削峰填谷作用。
与文献[5-6]仿真结果比较表明,本文确定的分时电价可以起到更好的削峰填谷作用,但是相应的,用户购电费用也增加很多。
因此,如何在削峰填谷和减少用户购电费用之间达到最佳均衡、使社会效益最大需要进一步的研究。
为了使本文研究顺利进行,本文设定了三个基本假设,如何消除假设b),尤其使假设c)有待进一步的研究。
另外,时段划分也是分时电价中一个很重要的研究内容,如何将时段划分和电价确定一起考虑也有待进一步研究。
本文对分时电价在实际中的应用进行了构想,但是如何结合实际情况确定分时电价有待进一步研究,而且这是一个有着很重大的经济价值的研究。