夏清-电力市场与智能电网_53300771
基于大数据的电力市场分析
基于大数据的电力市场分析在当今数字化时代，大数据技术正以前所未有的速度和规模渗透到各个行业领域，电力行业也不例外。
电力市场作为能源领域的重要组成部分，其运行和发展与大数据的应用息息相关。
通过对海量数据的收集、分析和挖掘，我们能够更深入地洞察电力市场的供需关系、价格波动、用户行为等关键因素，为电力企业的决策制定、资源优化配置以及市场监管提供有力支持。
电力市场的数据来源广泛且多样。
首先是电力生产环节的数据，包括各类发电厂的发电量、发电成本、设备运行状态等。
其次是电力传输环节的数据，如电网的输电线路负载、变电站运行情况等。
再者是电力销售环节的数据，涵盖用户的用电量、用电时间、用电模式等。
此外，还包括气象数据、经济数据、政策法规等外部因素的数据。
这些数据的规模庞大，且以高速、实时的方式不断产生。
大数据在电力市场中的应用具有多方面的价值。
在需求预测方面，通过对历史用电数据、气象数据以及经济数据的综合分析，可以更加准确地预测未来的电力需求。
这有助于电力企业提前做好发电计划和电网调度，保障电力供应的稳定性。
例如，在夏季高温天气来临前，根据以往同期的用电高峰数据和天气预报，提前增加发电容量，避免出现电力短缺的情况。
在价格分析方面，大数据能够帮助我们深入了解电力市场的价格形成机制和波动规律。
通过对不同地区、不同时间段的电价数据以及市场供需情况的分析，可以发现价格的影响因素和趋势。
这对于电力交易双方制定合理的交易策略具有重要意义。
比如，发电企业可以根据价格预测，选择在电价较高的时段增加发电量，以提高经济效益；用电企业则可以合理安排生产计划，在电价低谷时段加大用电，降低用电成本。
用户行为分析也是大数据在电力市场中的一个重要应用方向。
通过对用户的用电习惯、用电模式的分析，可以为电力企业提供个性化的服务和能源解决方案。
比如，对于用电高峰时段集中的企业，电力公司可以提供需求响应方案，鼓励其在非高峰时段用电，以平衡电网负荷；对于居民用户，可以根据其用电行为，推荐合适的电价套餐。
能源互联网“源–网–荷–储”协调优化运营模式及关键技术
[4-5]
综上所述，能源互联网的定义应当是：以互联 网技术为基础，以电力系统为中心，将电力系统与 天然气网络、供热网络以及工业、交通、建筑系统 等紧密耦合，横向实现电、气、热、可再生能源等 “多源互补” ，纵向实现“源网荷储”各环节高 度协调，生产和消费双向互动，集中与分布相结合 的能源服务网络。其中“源网荷储”协调优化 模式是能源互联网的关键运营模式。 1.2 能源互联网的主要特征 能源互联网将能源行业与互联网思维、互联网 技术高度融合，其特征主要有以下 4 点： 1）开放。能源互联网在产业层面与技术层面 都具有高度的开放特性，为能源行业与其他行业的 相互融合提供交流媒介，同时具备普适性的接入端 口，能够实现对分布式电源、储能等多种设备的适 应性对接，保证能量与信息的双向流动[17]。 2）互联。一方面，能源互联网能够保证局部 能源设备之间的互联互通，保证分散式能源模块的 内部供需自平衡；另一方面，能源互联网能够保证 分散式能源模块与集中式能源模块之间的互联协 调，发挥两者之间的互补协同作用，有效提高系统 运行的安全性与经济性。 3）对等。能源互联网将改变各能源传统网络 “自上而下”的组织形式，各参与主体即是“生产 者”又是“消费者” ，各能源设备都具备发出与接 收能量及能量信息的能力，在智能化的信息处理和 能量流动过程中，各能量节点都是平等的[18]。 4）分享。能源互联网终端包括大量能源信息 交互设备，这使得能源互联网成为各能量节点、 信息节点之间进行能量流和信息流双向流动的平 台，每个能源节点都有获取数据信息的权限与能 力，这将进一步促进能源资源在广域范围内的优化 配置[19]。
基于智能电网的电力系统优化调度算法研究
设计应用技术基于智能电网的电力系统优化调度算法研究夏书悦1，孙放2国网江苏省电力有限公司高邮市供电分公司，江苏国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏传统电力系统面临一系列挑战，如电力供求平衡困难、能源利用率低、调度效率低等。
随着智能电网的可持续发展方向转变。
电力系统优化需运用智能电网的数据采集、智能分析等新型手段，在实时监测和控制电网运行的过程中，实现优化调度和资源协同利用，提高能源利用效率和电力系统运行的可靠性与稳定性。
研究基于智能电网的电力系统优化调度算法，通过对电力系统的优化调度，提高电力系统的运行效率和可靠性。
采用综合考虑供需平衡、经济性和环境影响的优化调度算法，通过模拟实验对其进行验证。
结果表明，该算法能够有效降低电力系统的运行成本，实现电力系统的供需平衡。
智能电网；电力系统；优化调度算法Research on Optimal Dispatching Algorithm of Power System Based on Smart GridXIA Shuyue1, SUN Fang.Gaoyou Power Supply Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., Gaoyou.State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd., Lianyungang Power Supply Branch, Lianyungang实时监测和预测负荷需求，准确把握负荷波动性[2]。
制定灵活的发电机组调度策略，包括启停控制、快速调整功率输出等，以适应负荷的变化。
智能电网技术13:00对于已经运行的发电机组，可以通过调整其功率输出来适应负荷的变化。
若负荷需求增加量为，则启动的总功率输标函数的结果，以满足所有地区的电力需求。
根据各地区的电力需求和供应情况，进行跨区域电力资源的优化配置和互联互通，引入新能源接入机制，鼓励可再生能源的发展和利用，并与传统能源进行协同运行，实现优化地能源供应结构，提高发电机组的效率和灵活性。
智能电网储能系统模型分析
智能电网储能系统模型分析发布时间：2022-04-11T07:03:27.511Z 来源：《中国科技信息》2022年1月上作者：张小店邢涛陈益华[导读] 近年来，智能电网发展迅速，大规模具有间歇性和波动性的可再生清洁能源通过并网的方式接入电网，虽然在一定程度上能够减轻传统电网的供电压力，但是却对电网运行的稳定性产生了很大影响，成为电网运行过程中一大挑战。
因此，将储能环节加入智能电网成为科学合理的解决方案，既可以实现可再生能源的节约，同时可以对环境进行有效的保护。
通过构建智能电网储能系统模型，可以提高供电运行的稳定性，最大限度满足用户的供电需求。
本文分析了国内外储能发展概况和智能电网储能控制技术，提出了智能电网储能系统建模方案，旨在为我国智能电网的发展提供一定的思路。
海南电网有限责任公司张小店邢涛海南海口 570000三沙供电局有限责任公司陈益华海南三沙 573100摘要：近年来，智能电网发展迅速，大规模具有间歇性和波动性的可再生清洁能源通过并网的方式接入电网，虽然在一定程度上能够减轻传统电网的供电压力，但是却对电网运行的稳定性产生了很大影响，成为电网运行过程中一大挑战。
因此，将储能环节加入智能电网成为科学合理的解决方案，既可以实现可再生能源的节约，同时可以对环境进行有效的保护。
通过构建智能电网储能系统模型，可以提高供电运行的稳定性，最大限度满足用户的供电需求。
本文分析了国内外储能发展概况和智能电网储能控制技术，提出了智能电网储能系统建模方案，旨在为我国智能电网的发展提供一定的思路。
关键词：智能电网；储能系统；建模方案引言：输电走廊布局等资源限制与负荷需求不断增长之间的矛盾是影响传统电网扩容方式的主要因素，对储能技术的应用，不但可以针对性解决这一现实问题，同时能够延长设备的使用寿命，提升网络资源的利用频率。
在电力运行过程中，储能系统能够有效调节电网高峰以及电网负荷，保障电网供电的稳定性，最大化实现电网的经济效益。
基于人工智能的智能化电网优化规划研究
基于人工智能的智能化电网优化规划研究随着电力需求的快速增长和能源转型的推进，电力系统的运行负荷和复杂性也在不断增加。
为了满足社会对电力的需求，提高电力系统的可靠性和可持续性，智能化电网优化规划研究应运而生。
基于人工智能技术的智能化电网优化规划研究能够对电网进行智能化管理和优化，以提高电力系统的效率、经济性和可靠性。
智能化电网优化规划研究主要关注的问题包括电网的规划、调度和运行。
在电网规划阶段，人工智能可用于制定合理的电网布局和规划方案。
传统的电网规划方法往往只考虑电力供需平衡，而基于人工智能的电网规划研究能够综合考虑多种因素，如电力负荷、发电能源分布、电网的可靠性等，以达到最优化的规划方案。
此外，智能化电网规划研究还可以利用人工智能技术进行电力需求预测和电力系统的情景分析，以适应电力市场的变化和未来的电力需求。
在电网调度方面，智能化电网优化规划研究可通过人工智能技术实现电力系统的智能化调度。
传统的电网调度方法通常基于静态规划，忽视了电力负荷的实时变化和电力供应的不确定性。
而智能化电网调度研究能够通过实时监测电力需求和供应，利用人工智能算法进行数据分析和预测，从而实现电力系统的实时调度和优化。
例如，利用机器学习算法和大数据分析技术，可以对电力需求进行精确预测，并根据预测结果进行电力系统的优化调度，以降低电力系统的负荷峰值和节约电力资源。
此外，智能化电网优化规划研究还可以应用于电网的运行管理。
传统的电网运行管理主要依赖于人工操作和经验判断，存在着运行不稳定和人为误判的风险。
而智能化电网运行管理利用人工智能技术可以实时监测电力系统的运行状态和变化，通过数据建模和模式识别技术，提供准确的电力系统状态评估和故障诊断。
这样可以实现电力系统的自动化运行管理和提高电力系统的可靠性。
然而，智能化电网优化规划研究面临诸多挑战。
首先，电力系统具有高度复杂性和不确定性，智能化电网优化规划研究需要克服这些复杂性和不确定性的挑战。
基于数据分析的电力用户用电特征研究
基于数据分析的电力用户用电特征研究陈谧【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2022(43)9【摘要】针对目前电力数据维度高、特征复杂、难以进行有效电力用户分析等问题,提出了基于用户电力特征的分割网络模型。
首先,基于卷积神经网络(CNN)对电力用户用电特征进行编码,从而分析用户在相邻时段内用电记录的相关性。
其次,为了减少信息冗余和高维数据带来的维度爆炸或噪声干扰影响,对电力用户用电记录进行多角度特征提取。
接着,基于反卷积网络解码器从提取的特征中重构原始记录,从而可以在无监督的情况下对用户的用电行为进行建模。
最后,基于改进粒子群优化(PSO)算法进行超参数优化,从而提高模型训练效率。
在仿真阶段,以某电力公司500名用户用电数据为例,对用户用电行为进行分类分析。
分析结果表明,经特征提取后,支持向量机(SVM)、变分自编码(VA)、生成对抗网络(GAN)和所提模型轮廓系数分别提升2.58%、4.24%、0.39%和0.86%。
经所提改进PSO算法优化后,网络训练性能较传统PSO算法和无优化模型分别提升3.693倍和2.111倍。
该模型可用于电力用户分析,为电力企业提高用户服务质量提供一定的借鉴。
【总页数】6页(P100-105)【作者】陈谧【作者单位】广东电网有限责任公司惠州供电局【正文语种】中文【中图分类】TH-39【相关文献】1.电力用户用电信息采集系统不良数据分析研究2.基于负荷特性分析的电力用户用电行为特征研究3.基于负荷数据分析的用户侧用电感知与失电影响评估方法研究4."放管服"背景下我国电力体制改革成效评估及优化路径研究——基于重庆市1486家用电企业电力面板数据分析5.基于大数据分析的电力用户行为画像构建方法研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
人工智能技术在电力市场交易中的应用研究
人工智能技术在电力市场交易中的应用研究随着科技的不断发展和技术的不断创新，人工智能技术在各行各业都开始得到广泛应用。
在电力行业，人工智能技术的应用也逐渐成为了一种趋势。
本文将探讨人工智能技术在电力市场交易中的应用研究。
1.电力市场交易的现状电力市场交易是指电力公司或者其他市场参与者之间进行的电力买卖活动。
目前，电力市场交易主要分为双边交易和竞价交易两种形式。
双边交易是指电力供需双方直接协商，按照双方商定的价格和交易量进行交易；竞价交易是指电力公司通过竞价的方式来确定电力的价格和交易量。
电力市场交易的目的是为了保障电力供应的平稳和高效，同时实现市场参与者之间的利益最大化。
2.人工智能技术的介绍人工智能技术是指利用计算机模拟、延伸和扩展人类智能的能力和表达方式的一种技术。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理、模式识别等多种技术和方法。
在电力行业，人工智能技术可以通过对大量的数据进行分析和处理，从而实现智能化的决策和预测。
3.人工智能在电力市场交易中的应用人工智能技术在电力市场交易中的应用主要包括以下几个方面：一是数据分析和预测。
通过人工智能技术可以对电力市场的历史数据进行分析和挖掘，从而预测未来的电力需求和价格变动，帮助电力公司做出更为准确的决策。
二是市场交易的优化。
通过人工智能技术可以对电力市场的供需情况进行模拟和优化，从而帮助电力公司找到最为合适的交易方式和价格，实现电力市场的高效交易。
三是操控和调度。
通过人工智能技术可以实现电力市场的操控和调度，及时响应市场的变化，保障电力供应的稳定和可靠。
4.人工智能在电力市场交易中的优势相比传统的电力市场交易方式，人工智能技术在电力市场交易中有着诸多优势。
一是提高交易效率。
人工智能技术可以实现对大量数据的实时分析和处理，帮助电力公司做出更为准确和快速的决策，从而提高交易效率。
二是降低交易成本。
人工智能技术可以通过自动化和智能化的方式来实现电力市场交易的优化和管理，降低了人力成本和时间成本。
基于人工智能技术的电力市场分析与模拟
基于人工智能技术的电力市场分析与模拟随着人工智能技术的快速发展，电力市场也开始融入其中，以实现更高效、智能化的能源调配。
本文将围绕基于人工智能技术的电力市场分析与模拟展开讨论，探讨其应用领域、技术特点以及带来的潜在效益。
人工智能技术在电力市场中的应用已经取得了很大的突破，对于市场行为的分析和预测具有重要意义。
首先，利用人工智能技术可以对电力市场进行数据挖掘和预测，通过分析历史数据和市场信息，提供准确和及时的市场预测。
其次，人工智能技术可以帮助实现电力市场的智能化优化调度，根据不同的市场需求和电力供应情况，自动调整电力产量和分配。
再者，人工智能技术可以进行市场风险评估和决策支持，根据市场情况和投资者需求，进行合理的风险控制和投资决策。
总的来说，基于人工智能技术的电力市场分析与模拟可以提高市场效率、优化资源配置，并实现可持续发展。
基于人工智能技术的电力市场分析与模拟应用在多个领域中，例如电网运行调度、能源交易和市场监管等。
首先，电网运行调度是电力市场中重要的环节之一，而人工智能技术可以通过分析大量的历史数据和市场信息，预测电力需求和供应，提供准确的电力调度方案。
其次，能源交易是电力市场中的核心环节，通过利用人工智能技术，可以进行市场需求预测和电力供需平衡优化，提供合理的电力交易策略。
另外，市场监管是电力市场中不可或缺的环节，人工智能技术可以通过自动化分析和监控，提供对市场操纵和违规行为的检测和预警机制。
基于人工智能技术的电力市场分析与模拟具有以下几个特点。
首先，它可以处理大规模的数据，包括历史数据和实时数据，从而提供准确的市场预测和调度方案。
其次，它可以进行智能化分析和决策，通过机器学习和大数据算法，实现自动化的市场监管和运营优化。
再者，它可以提供多维度的市场分析，包括供需分析、风险评估和价格预测等，从而帮助投资者和市场监管机构进行合理的决策和投资。
总体来说，基于人工智能技术的电力市场分析与模拟具有高效、精确和智能化的特点，可以为电力市场的运行提供有力支持。
“源网荷储”新生态下的新型电力通信系统
Telecom Power Technology电力技术应用“源网荷储”新生态下的新型电力通信系统王晓明，黄晟，吴芳琳（国网浙江省电力有限公司海宁市供电公司，浙江“源网荷储”是一个涵盖“电源、电网、负荷、储能”整套解决方案的新型电力系统，可精准管理社会上可中断的供电负载与储能资源，有效提升供电系统的安全运营管理水平，处理清洁燃料消纳过程中的设备波动性等问题。
梳理并介绍配电接入网涉及的各类业务，对业务使用场景和通信性能进行分析，同时介绍并分析可选用的各类通信技术，总结业务与技术后确定不同业务的技术选型。
“源网荷储”；新生态；新型电力通信系统A New Electric Power Communication System under the New Ecology ofLoad and Storage”WANG Xiaoming, HUANG Sheng, WU Fanglin(Haining Power Supply Company, State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd., Hainingis a new power system covering the whole solution of, which can accurately manage the interruptible power supply load and energy 2023年7月10日第40卷第13期· 47 ·Telecom Power TechnologyJul. 10, 2023, Vol.40 No.13王晓明，等：“源网荷储”新生态下的 新型电力通信系统分布式电源监控系统通常具备数据采集和处理、有功功率调节、电压无功功率控制、孤岛检测、调度与协调控制以及与相关业务系统互联等功能。
1.2 电网侧：大电网与微网共荣共生在新电力系统运行下，电网的运行生态特征如下：（1）增加特高压外运管道投资规模，确保大规模新能源并网消费；（2）微电网系统、局域网和大型柔性直连等新组网技术迅速发展，国家大电网与国家微电网融合，交流大电网与交直流配电网共存； （3）配电网将发展成为具有柔性管理和运营管理能力的新型智能柔性主动配电网，有利于保障分布式新能源、汽车、储能等能源基础设施和分布式发电设备，以满足用户双边潮流和多负荷供电的需求；（4）电网系统与管网、通信网、电视网以及交通网等系统集成，共同参与智慧城市和智慧生活建设，数字城市智慧能源生态系统已基本形成[2]。
基于新息的短期负荷预测方法[发明专利]
![基于新息的短期负荷预测方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/552920345022aaea988f0f84.png)
专利名称：基于新息的短期负荷预测方法专利类型：发明专利
发明人：康重庆,夏清
申请号：CN200810238885.3
申请日：20081204
公开号：CN101425158A
公开日：
20090506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及基于新息的短期负荷预测方法，属于电力系统负荷预测技术领域。
该方法以以预测当日已知最新信息的时刻作为预测基准点，以该基准点的时刻作为终点向前24小时构成的一虚拟日作为基准日，采集该基准日或前几个虚拟日的已知历史负荷信息进行短期负荷预测。
运用本发明不但可以有效的提高短期负荷预测精度，使电网可更安全与可靠运行，还为电力负荷预测人员构造更高效的短期负荷预测方法提供了依据。
申请人：清华大学
地址：100084 北京市海淀区清华园
国籍：CN
代理机构：北京清亦华知识产权代理事务所
代理人：廖元秋
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考虑需求响应的配电网弹性提升优化
㊀㊀㊀㊀收稿日期:2021-02-10;修回日期:2021-07-05基金项目:国网山东省电力公司科技项目(S G S D L Y 00F C J S 1900697)通信作者:顾㊀洁(1971-),女,博士,副教授,主要从事电力系统优化运行与规划研究;E -m a i l :g u j i e @s jt u .e d u .c n 第37卷第4期电力科学与技术学报V o l .37N o .42022年7月J O U R N A LO FE I E C T R I CP O W E RS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YJ u l .2022㊀考虑需求响应的配电网弹性提升优化衣秀清1,顾㊀洁2,刘书琪2(1.山东中医药大学智能与信息工程学院,山东济南250355;2.上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240)摘㊀要:自然灾害的频发为配电网的供电可靠性㊁安全性带来严重威胁,在此背景下,为增强中低压配电网故障恢复能力,研究自然灾害场景下考虑用户需求响应的中低压配电网弹性提升技术㊂首先,综合考虑用户差异化供电可靠性需求以及需求响应的运行特性,建立衡量配电网弹性的指标 停电损失;其次,提出基于供电优先级的需求响应控制策略,并建立计及需求响应的配电网弹性提升优化模型;最后,以I E E E33节点为例,对所述指标和模型进行验证㊂仿真结果表明:所提弹性提升优化模型可显著降低中低压配电网弹性恢复全过程的停电损失,提升灾害场景下配电网的运行弹性㊂关㊀键㊀词:配电网;弹性;停电损失;供电优先级;需求响应D O I :10.19781/j .i s s n .1673-9140.2022.04.004㊀㊀中图分类号:TM 863㊀㊀文章编号:1673-9140(2022)04-0029-09O p t i m i z a t i o no f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k r e s i l i e n c e e n h a n c e m e n t c o n s i d e r i n g d e m a n d r e s po n s e Y IX i u q i n g 1,G UJ i e 2,L I US h u qi 2(1.C o l l e g e o f I n t e l l i g e n c e a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,S h a n d o n g U n i v e r s i t y ofT r a d i t i o n a l C h i n e s eM e d i c i n e ,J i n a n250355,C h i n a ;2.S c h o o l o fE l e c t r o n i c I n f o r m a t i o na n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i J i a oT o n g U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 200240,C h i n a )A b s t r a c t :T h e f r e q u e n t o c c u r r e n c e o f n a t u r a l d i s a s t e r sm a k e a s e r i o u s t h r e a t t o t h e r e l i a b i l i t y a n d s a f e t y o f p o w e r s u p-p l y i nd i s t r i b u t i o nn e t w o r k .U n d e r t h eb a c k g r o u n d ,t h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ke l a s t i c i t y i m p r o v e m e n t t e c h n o l o g y fo r t h em e d i u ma n d l o wv o l t a g e p o w e r s y s t e mc o n s i d e r i n g u s e r d e m a n dr e s p o n s e i s s t u d i e d t oe n h a n c e i t s f a u l t r e c o v e r yc a p a b i l i t y .F i r s t l y ,t h ede m a n dof r e l i a b i l i t y f o r u s e r 's d i f f e r e n t i a t e d p o w e r s u p p l y a n d t h e o p e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f d e m a n d r e s po n s e i s c o n s i d e r e d ,a n d t h e n a n i n d e x t om e a s u r e t h e r e s i l i e n c e o f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k i s e s t a b l i s h e d -o u t -a g e l o s s .S e c o n d l y ,ad e m a n d r e s p o n s e c o n t r o l s t r a t e g y i s p r o p o s e do n t h eb a s i so f t h e p o w e r s u p p l yp r i o r i t y .I n t h e n d ,a n o p t i m i z a t i o nm o d e l o f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k r e s i l i e n c e e n h a n c e m e n t c o n s i d e r i n g d e m a n d r e s p o n s e i s d e v e l o p e d .T h e I E E E33-b u s s y s t e mi s s i m u l a t e d t o v e r i f y t h e i n d e x a n d t h em o d e l .I t i s s h o w n t h a t t h e o pt i m i z a t i o nm o d e l o f r e -s i l i e n c e e n h a n c e m e n t c a n s i g n i f i c a n t l y r e d u c e t h e o u t a g e l o s s i n t h ew h o l e p r o c e s s o f r e s i l i e n c e r e s t o r a t i o n i nd i s t r i b u -t i o nn e t w o r ka n d i m pr o v e i t s r e s i l i e n c eu n d e r d i s a s t e r s c e n a r i o s .K e y wo r d s :d i s t r i b u t i o nn e t w o r k ;r e s i l i e n c e ;o u t a g e l o s s ;p o w e r s u p p l yp r i o r i t y ;d e m a n d r e s p o n s e Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年7月㊀㊀随着智能电网的建设,配电网加速向互动㊁自愈㊁高安全性与高可靠性发展㊂而近年来极端自然灾害频发并对电力系统安全造成了极大的威胁㊂构建能有效抵御各类自然灾害与多元设备扰动,并能在灾害及扰动后实现快速恢复的弹性配电网成为配电网建设的迫切需要㊂目前,极端灾害事件对能源和电力系统的影响㊁考虑智能新技术的系统弹性增强与提升策略,已经成为国内外机构与学者的研究热点之一[1-4]㊂在运行层面上,现有研究主要从孤岛控制㊁故障管理㊁网络重构㊁供电恢复等角度分析不同技术对电网弹性的影响以及改善电网弹性的有效措施[5-6];有学者从利用用户资源的角度,探讨了具有高度灵活性的微电网对系统网络重构的潜在优势[7];一些学者针对配网供电恢复开展研究,提出了不同供电恢复策略,重点探讨了微电网技术在关键负荷供电恢复过程中的方式与效益[8]㊂以上针对电力系统弹性影响的研究主要关注于系统设备管理㊁运行方式调整等因素,对用户侧资源如需求响应的应用较少涉及㊂本文围绕考虑需求响应的配电网弹性提升优化开展研究,提出评价配电网弹性的指标,在分析用户差异化供电可靠性需求和用户需求响应对中低压配电网影响的基础上,研究基于供电优先级的需求响应控制策略,建立考虑需求响应的配电网弹性提升的优化模型㊂1㊀配电网弹性评价1.1㊀配电网弹性的定义弹性(r e s i l i e n c e)的概念最早来自生态学领域,表示系统受到干扰后恢复原有状态的能力,此后弹性的概念被扩展到环境㊁工程等领域[9]㊂在电力系统中,配电网不仅要保证正常条件下的可靠运行,更需要能在极端灾害发生时维持必要的功能㊂目前国内外还没有对配电网弹性有明确统一的定义㊂本文结合配电网特点,在小概率 高损失灾害下,将配电网弹性定义为配电网被破坏后快速恢复稳态的能力㊂配电网弹性过程是配电网在受到灾害后恢复稳态的过程,如图1所示,弹性过程可分为5个状态:配电网最初处于稳定状态;受到灾害后配电网的性能下降状态;稳定于故障状态;配电网对扰动作出响应并处于恢复状态;配电网恢复稳态㊂系统函数F（t）初始稳定状态预测/准备扰动恢复策略恢复稳态恢复抵抗&吸收响应&适应t0t e t d t s t f时间/h目标状态弹性状态传统状态图1㊀配电网弹性过程F i g u r e1㊀T h e p r o c e s s o f a r e s i l i e n t d i s t r i b u t i o nn e t w o r k t h r o u g hd i s r u p t i o n s1.2㊀配电网弹性评价的量化为充分反应配电网在遭受灾害后供电的恢复能力,首先,本文将配电网的供电能力F(t)定义为配电网的总供电负荷;然后,将配电网的弹性量化为弹性过程中实际弹性曲线F R(t)积分与期望性能曲线F T(t)积分的比值,其定义[10]如下:F(t)=ðiɪN i n P i(1)R=ʏt f t e F R(t)d tʏt f t e F T(t)d t=1-ʏt f t e(F T(t)-F R(t))d tʏt f t e F T(t)d t=1-H S Iʏt f t e F T(t)d t(2)式(1)㊁(2)中㊀P i为节点i的负荷;N i n为配电网供电节点集;t e到t f分别为配电网受到灾害开始扰动和配电网恢复稳定的时刻;为直观的从时间和空间上展示配电网的弹性性能,定义系统影响值H S I 为期望性能曲线F T(t)与实际弹性曲线F R(t)在t e到t f间所积分的差值㊂当配电网遭受小概率 高损失灾害攻击时,将可能面临大规模负荷中断供电的情况,弹性配电网的恢复过程以尽量减少供电量缺额为主要目标,可靠性需求不同的用户负荷的供电恢复优先次序将会决定整个弹性恢复过程的社会总体效益损失㊂因此,对于中低压配电网抵御小概率 高损失灾害的弹性提升技术研究,仅仅依靠系统性能指标F(t)难以体现总体效益损失㊂为此,本文引入停电损失作为衡量用户差异化供电可靠性需求与配电网弹性03Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第4期衣秀清,等:考虑需求响应的配电网弹性提升优化的指标㊂2㊀用户侧资源对配电网弹性的影响随着电力市场改革的推进,用户侧在电网的规划运行中将发挥重要作用㊂本文主要从用户差异化的供电可靠性需求及需求响应2个维度探讨用户侧资源对配电网弹性的影响㊂2.1㊀用户差异化供电可靠性需求停电损失的差异化决定了不同类型负荷的可靠性需求差异化,可以采用停电损失衡量负荷重要性㊂而用户的停电损失差异主要受用户的用电方式以及电能的使用特点的影响㊂1)负荷类型㊂根据G B50052/95‘供配电系统设计规范“以及停电损失程度和用电特性的不同,可以将用户分为住宅㊁政府机关㊁商业类㊁小工业类㊁重要工业类㊁医药卫生类和公共事业类共7种类型,不同类型的用户中断供电的影响如表1所示㊂2)停电损失函数㊂文献[11-12]采用用户调查法获取用户停电损失情况,并通过调查数据构造了不同类型用户的停电损失函数(s e c t o rc u s t o m e rd a m a g e rf u n c t i o n, S C D F),结果如表2所示㊂表1㊀不同类型用户中断供电影响T a b l e1㊀I m p a c t o f p o w e r o u t a g e t od i f f e r e n tt y p e s o f c u s t o m e r s供电影响用户类别住宅政府机关商业小工业重要工业医药卫生公共事业人身伤亡 җҗ 社会政治影响 җ җҗ环境污染 җҗ经济损失җҗҗҗҗҗҗ㊀注:җ表示用户中断供电有该项影响表2㊀不同类型用户的停电损失函数T a b l e2㊀S C D Fo f d i f f e r e n t t y p e s o f c u s t o m e r s元/k W停电时间/h停电损失住宅政府机关商业小工业重要工业医药卫生公共事业1/600.02812.0739.99545.50010.36063.401537.30 1/21.47021.77438.11975.60020.150139.8361243.29 15.29251.045104.360159.98042.660247.5301625.59 211.02365.118203.730431.93098.120409.0712018.14 436.45384.872382.570826.370166.840707.7052119.14 878.002116.270770.7201300.750275.2201176.9902304.16 24㊀244.200241.810979.7301800.750375.2201473.6203044.262.2㊀需求响应对配电网弹性恢复的影响针对配电网遭遇灾害后的大规模停电恢复问题,需求响应参与弹性恢复的方式以紧急需求响应(e m e r g e n c y d e m a n d r e s p o n s e,E D R)为主㊂由于基于价格信号的需求响应具有计划性,且响应程度较弱,不具备迅速性,难以应对突发的㊁高风险的灾害攻击;而基于激励的直接负荷控制和可中断负荷的可控性强,响应迅速,且可响应容量大㊂因此,当面对中低压配电网遭受小概率 高损失灾害攻击的情况下,应着重考虑利用直接负荷控制和可中断负荷2种需求响应手段提高系统的弹性恢复能力㊂随着电力市场的改革深化,为了适应供给侧和需求侧的双重不确定性,需求响应(d e m a n dr e-s p o n s e,D R)被引入电力市场㊂广义的需求响应是指电力用户根据价格信号或者政策,改变原有用电模式的行为[13]㊂在配电网弹性恢复过程中,需求响应主要解决的是容量不足情况下的运行调度问题㊂容量不足问题从源 网 荷角度可分为源型和网型容量不足㊂源型容量不足是指电源容量不足,包括配电网㊁分布式电源容量以及上级电网可提供电能容量不足;网型容量不足是指配电网中的设备,包括变压器和线路等容量不足㊂2种容量不足均会影响电网的安全稳定运行,尤其在配电网遭遇灾害后的故障修复过程中,更需要考虑故障引起的电网容量13Copyright©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年7月不足问题,2种场景下需求响应技术都能够提高配电网弹性㊂2.2.1㊀源型容量不足1)含分布式电源的源型容量不足㊂以图2所示的配电网为分析对象,节点33处接入分布式电源,假定该配网遭受灾害攻击后受灾害影响的故障线路包括1㊁7㊁12㊁13㊁22和25,线路25故障未修复前用户[26-33]与分布式电源D G 形成孤岛㊂若D G 出力无法满足孤岛内全部用户[26-33]总负荷需求,考虑差异化用户停电损失,并基于最小化弹性恢复过程的停电损失最小原则,应对可靠性要求较低即停电损失较少的用户负荷[26-30]采取需求响应措施㊂实施补偿费用较低的直接负荷控制措施,满足停电损失较大的工业用户[31-33]的用电需求,必要情况下按照可靠性要求由低到高的顺序依次采取中断负荷措施,从而尽最大可能恢复高可靠性需求用户供电,降低总停电损失㊂2)上级电网可提供电能容量不足㊂该容量不足情况与含分布式电源的源型容量不足相类似,将图2中节点33的D G 改为接入上级配电网,当上级配电网可供电能容量不足时,需求响应提高弹性恢复的作用机理与上述类似,不再赘述㊂23192021222425(23)(24)(19)(20)(21)(18)26272829303132331(1)2(2)DG (22)3456789101112131415161718(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)(32)图2㊀含分布式电源的I E E E33节点配网F i gu r e 2㊀I E E E33n o d e d i s t r i b u t i o nn e t w o r kw i t h d i s t r i b u t e d g e n e r a t i o n2.2.2㊀网型容量不足在配电网多条线路发生故障的影响下,配网结构和网络潮流都会发生很大变化,配网中基于正常状态规划配置的设备容量可能会不足,在有限的设备容量下尽可能降低弹性恢复过程的停电损失则成为了提高电网弹性的关键所在㊂有文献采用配电网重构方法提高系统故障后弹性,假定重构结果如图3所示,配电网重构后线路[18-21]新增负载包括节点[10-15]负荷,若线路[18-21]容量不足,则不能满足节点[10-15]负荷需求㊂在该种场景下,为了尽可能降低配电网停电损失,对于用户[19-22]可采取紧急需求响应措施,降低可靠性需求较低用户负荷量,将电能转供给可靠性需求高的用户,如用户[12]㊂(29)(30)23192021222425(23)(24)(19)(20)(21)(18)26272829303132331(1)2(2)DG (22)3456789101112131415161718(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(25)(26)(27)(28)(31)(32)(37)DG DG DG(36)(33)(35)×××图3㊀配电网重构结果F i gu r e 2㊀R e s u l t s o f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k r e c o n f i g u r a t i o n 综上所述,在考虑用户差异化供电可靠性需求的条件下,紧急需求响应措施能够应对配网容量不足风险,通过充分利用负荷的需求响应能力,有效降低系统在灾害攻击下的停电损失,提高配电网弹性㊂3㊀考虑用户侧资源的配电网弹性提升3.1㊀基于供电优先级的需求响应控制策略配电网的弹性恢复可以采用简单的故障修复及其他主动恢复措施,然而在主动恢复措施中,配电网容易出现有功功率不足情况,如:分布式电源孤岛中的有功不足以及配电网重构中网络约束导致的有功不足,可以考虑采用有效的需求响应控制策略,从而以有限的有功供给能力保障可靠性需求较高的用户供电,降低停电损失㊂1)目标函数㊂供电优先级的确定可以根据负荷重要程度进行划分,如采用G B50052/95‘供配电系统设计规范“所规定的一㊁二㊁三级负荷进行划分㊂基于前文分析,停电损失可用于衡量配电网弹性,因此以停电损失为优化标准,提出已知供电缺额量的需求响应措施决策方法,从而在出现供电缺额情况下得到基于供电优先级(停电损失)的最优需求响应控制策略㊂决策模型目标函数为m i n f =ðj ɪS P l o s s j f kjS C D F (t j )+ðj ɪSE D R j δDR (3)式中㊀S 为供电缺额区域(孤岛)用户集;P l o s sj为节点j 的负荷供电缺口,MW ;f kj S C D F (t )为负荷类型k j23Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第4期衣秀清,等:考虑需求响应的配电网弹性提升优化的停电损失函数,元/MW ,可根据表1中各类型负荷停电损失数据拟合得到;t j 为用户j 的需求响应停电时长;E D R j 为用户j 的需求响应电量,即E D Rj =[E D L C j ㊀E I L j ],MW ㊃h ;δD R 为直接和可中断负荷控制的补偿成本,即δD R =[δD L C ㊀δI L ]T,元/(MW ㊃h )㊂决策变量包括用户各时段的需求响应方式㊁需求响应量以及需求响应容量不足情况下的断电容量,时间尺度为小时㊂2)约束条件㊂约束条件包括:供电区域电网潮流约束㊁电压水平约束㊁支路电流约束㊁响应功率约束㊁用户需求响应方式约束㊁最小响应时间约束㊁最大响应时间约束以及最小间隔时间约束,分别为P i =V i ðj ɪi V j (G i j c o s θi j +㊀㊀㊀B i j s i n θi j ),i ɪN s Q i =V i ðj ɪi V j (G i j s i n θi j -㊀㊀㊀B i j c o s θi j ),i ɪN s ìîí(4)Vm i n i<V i <Vm a x i,i ɪN s(5)I 2l<(Im a x l)2,l ɪL s(6)u i P D L C iɤPD L C ,m a xi v i P I LiɤPI L ,m a x i{(7)u i ,t +v i ,t ɤ1u i ,t +v i ,t +1ɤ1{(8)(u i ,t -u i ,t -1)(T D L CD ,i(t -1)-TD L C ,m i nD ,i)ɤ0(h i ,t -h i ,t -1)(T I L D ,i (t -1)-T I L ,m i nD ,i )ɤ0{(9)(u i ,t -u i ,t -1)(T D L C ,m a xD ,i-T D L CD ,i (t -1))ɤ0(h i ,t -h i ,t -1)(T I L ,m a x D ,i -T I LD ,i (t -1))ɤ0{(10)(u i ,t -1-u i ,t )(T D L C U ,i (t -1)-T D L C ,m i nU ,i )ɤ0(h i ,t -1-h i ,t )(T I L U ,i (t -1)-T I L ,m i n U ,i )ɤ0{(11)式(4)~(11)中㊀N s 为供电缺额区域的节点集;P i ㊁Q i 分别为节点i 的有功㊁无功注入;V i 为节点i 电压向量的幅值;G i j ㊁B i j 分别为导纳矩阵的实部㊁虚部,分别表示电导和电纳;θi j 为i ㊁j 节点电压间的相角差;V m a x i ㊁V m i ni分别为节点电压的上限和下限;I l ㊁I m a xl分别为支路l 的电流大小㊁幅值上限;L s 为供电缺额区域支路集;u i 表示用户i 是否参与直接负荷控制,v i 表示用户i 是否参与可中断负荷响应,1表示参与,0表示不参与;P D L C i ㊁P I Li分别为i 节点的直接负荷控制㊁可中断负荷响应功率;P D L C ,m a x i ㊁P I L ,m a xi为i 节点的直接负荷控制㊁可中断负荷响应允许功率;式(8)第1式表示用户同一时段只能以一种方式参与需求响应,第2式表示用户不能交替响应D L C 和I L ,仍需要考虑需求影响间隔时间;T D L C D ,i (t )和T I LD ,i (t )分别表示用户i 在t 时段的累计参与直接负荷控制㊁可中断负荷响应时间;T D L C ,m i n D ,i ㊁T I L ,m i nD ,i 分别为D L C 和I L 的最小响应时间,即用户响应D L C 和I L 的最小持续时间;T D L C ,m a x D ,i ㊁T I L ,m a x D ,i 分别为D L C 和I L 的最大响应时间,即用户响应D L C 和I L 的最大持续时间;T D L C U ,i (t )㊁T I LU ,i (t )分别为用户i 在t 时段的累计不响应时间;T D L C ,m i n U ,i ㊁T I L ,m i nU ,i为用户i 的需求响应最小间隔时间,即用户2次响应D L C 或I L 之间的最小间隔时间;上述时间约束均由电网公司或负荷聚集商与用户签订的合同确定㊂与正常运行调度相比,在紧急需求响应情况下,该策略假设:①不考虑直接负荷控制用户的负荷反弹;②用户同一时段只能参与一种需求响应方式㊂3.2㊀小概率—高损失灾害事件的数学模型对电网造成危害的小概率 高损失灾害事件有恐怖袭击㊁操作失误等人为灾害及地震㊁飓风等自然灾害,并且均具有不确定性高㊁建模难的特点㊂针对灾害事件建模,现有文献主要有建立灾害随机仿真模型和基于灾害历史数据进行灾害预测[14]㊂本文在飓风灾害时空特性模型的基础上,结合配电网中各小概率 高损失灾害事件的特点,推广建立小概率 高损失灾害事件的多阶段时空模型㊂1)飓风灾害的时空特性㊂根据美国国家飓风中心的飓风前进路径可知,飓风的行进路径具有地理空间和时间特征㊂登陆后飓风受能量损失的影响,对电网设施的破坏能力逐步减弱㊂因此,本文假设飓风沿海登陆时首先对海岸线附近的电气元件造成破坏,对其他区域不造成影响㊂随着飓风行进,逐步对其他区域内的电气元件造成破坏㊂2)I E E E33节点系统灾害事件时空模型㊂为模拟飓风等灾害事件对配电网的影响,本文基于I E E E33节点系统构建灾害事件时空模型㊂如图4所示,根据飓风的强度及行进路线将配电网划分为多个区域,从右往左表示飓风对配电网的破33Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年7月坏能力越强㊂其中区域1离飓风登陆地最近,受到飓风破坏的时间最早㊁强度最高㊂随着飓风的前进,飓风对区域的破坏能力逐渐减弱㊂TS4TS2TS5TSTS3区域3区域区域飓风方向图4㊀基于I E E E33节点系统的飓风模型F i g u r e4㊀Ah u r r i c a n e o c c u r r e n c em o d e l o n t h e I E E E33-n o d e d i s t r i b u t i o n s y s t e m根据飓风的时空特性,本文设置飓风在时段k 到达k区域,k既表示时段也表示区域,总时段和总区域数为K㊂配电网多阶段飓风灾害事件数学模型的定义如下:ðlɪZ k(1-w l(k))ɤB k(12) w l(k)=w l(k-1),∀lɪ{L-Z k}(13)kɤK(14)式(12)㊁(13)中㊀Z k为第k个区域的支路集;L为配电网总支路集;w l(k)=1㊁w l(k)=0分别表示第k个区域内支路l在k时段受到破坏和未受破坏;B k为飓风的破坏强度,即在第k个区域内的k 时段最多有B k条支路故障㊂式(13)表示区域k外在时段k的线路与上一时段的状态一致㊂配电网弹性评价的目标是分析配电网在最劣灾害事件下的供电恢复能力,考虑到网络攻击㊁地震等其他类型灾害的发生不具有时间序列特征,并且可能在不同区域同时发生,对配电网的破坏强度也更大㊂本文假设配电网多区域同时遭到破坏,建立配电网在各区域同时遭受破坏的小概率 高损失灾害模型:ðlɪZ k(1-w l)ɤB k(15)B a=ðK k=1B k(16)其中,B a为灾害事件的总攻击强度,B k和w l定义同前文㊂3.3㊀最劣灾害生成模型灾害事件具有高度不确定性,为了兼顾配电网由于灾害造成的各种故障情况,通常以最劣灾害事件对配电网进行弹性分析㊂为了得到配电网最严重的故障情况,本文假设灾害事件只会导致配电网支路故障,通过调整灾害事件的破坏强度和破坏的支路,最大限度地破坏配电网㊂将受影响的支路作为决策变量,建立配电网最劣灾害事件生成模型(最大化S I):m a x xɪX H S I x(17)式中㊀X为由攻击强度序列{B1,B2, ,B K}决定的所有可能灾害事件构成的集合;H S I x为灾害事件x 下系统影响值㊂式(17)受式(4)~(6)㊁(15)的约束㊂配电网最劣灾害事件生成模型为一个混合整数非线性模型,采用整数编码遗传算法求解㊂3.4㊀计及需求响应的配电网弹性提升优化模型本文以停电损失作为弹性指标,构建计及需求响应的配电网弹性提升优化模型,充分考虑用户侧资源在弹性恢复中所起到的作用,并在出现区域供电缺额情况下,采用基于供电优先级的需求响应控制策略决策模型,给出区域内以关键负荷为优先次序的用户供电优化方案㊂模型目标函数为m a x R S C D=C m a x l o s s-C l o s s-C D RC m a x l o s s=1-ðjɪS P l o s s j f k j S C D F(t j)+ðjɪS E D R jδD RðjɪS P l o s s j f k j S C D F(t s u m)(18)式中㊀R S C D为配电网在小概率 高损失灾害事件下的弹性,无量纲;C m a x l o s s㊁C l o s s分别为最劣灾害事件下系统弹性恢复过程中不计需求响应的最大停电损失㊁计及需求响应的停电损失;C D R为需求响应补偿成本;t s u m为所有节点停电总时间;其余符号定义与式(3)相同㊂在模型目标函数式(18)中,对基于停电损失的弹性评价指标作出修正,将需求响应补偿成本作为社会总停电损失的一部分㊂约束条件包括供电区域电网潮流约束式(4)㊁电压水平约束式(5)㊁支路电流约束式(6)㊂4㊀算例分析4.1㊀参数设置本文采用I E E E33节点系统模拟飓风灾害对43Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第4期衣秀清,等:考虑需求响应的配电网弹性提升优化配电网的影响,并验证配电网弹性提升优化模型对配电网弹性提升的效果㊂I E E E33节点系统的参数设置:基准功率为10MV ㊃A ,基准电压为12.66k V ,节点电压约束分别为0.93㊁1.07p .u ,线路功率约束为5MV ㊃A ,拓扑结构见图2㊂4.2㊀模型建立首先,采用文献[15]提出的基于配电网弹性提升的用户侧资源鲁棒优化配置模型,对容量为500k W 的燃气轮机进行接入点优化配置(攻击强度B 1㊁B 2㊁B 3均为2),结果表明,燃气轮机最佳接入点为节点29,配置后的配电网弹性为0.4356,鲁棒模型中针对该配置方案下的最劣灾害场景为[1,12,16,19,22,25],如图5所示;各节点用户类型假定如表3所示;各节点负荷如表4所示㊂然后,应用计及需求响应的配电网弹性提升优化模型,对灾后故障修复顺序进行优化,并在孤岛中源型容量不足情况下调用本文提出的需求响应控制策略,从而验证计及需求响应的配电网弹性提升效果㊂与不计及需求响应的弹性结果进行对比,并且考虑到小概率 高损失灾害攻击下的需求响应特点,可将考虑和不考虑需求响应约束这2种情况进行对比㊂23192021222425(23)(24)(19)(20)(21)(18)26272829303132331(1)2(2)WT (22)3456789101112131415161718(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(25)(26)(27)(28)(29)(30)(31)(32)××××500kW××图5㊀算例配网结构和故障线路F i gu r e 5㊀T h e I E E E33-b u s s y s t e m w i t hs i x f a u l t l i n e s 表3㊀各节点用户类型T a b l e 3㊀U s e r t y pe of e a c hn o d e 用户类别节点住宅2㊁3㊁6㊁7㊁8㊁17㊁18㊁19㊁20㊁21㊁27㊁28政府机关13㊁14商业类5㊁10㊁16㊁30医药类4㊁12公共事业类9㊁11㊁15㊁22㊁26㊁29小工业类23㊁25㊁31重要工业类24㊁32㊁33表4㊀各节点负荷T a b l e 4㊀L o a do f e a c hn o d e节点有功功率/k W 无功功率/k V a r 节点有功功率/k W 无功功率/k V a r 10.0000.000180.2220.17820.2660.178190.2890.17830.2000.133200.3330.26640.2440.178210.3330.22250.2220.155220.4440.13360.2660.200230.4440.22270.1550.111240.3330.26680.3330.222250.2660.22290.2890.178260.1780.133100.2220.155270.2220.111110.2220.155280.2220.155120.2110.155290.2660.155130.4440.333300.2890.155140.4000.333310.1550.089150.2890.222320.1550.089160.3330.266330.1330.089170.3330.2224.3㊀结果分析1)计及与不计及需求响应的弹性恢复结果㊂算例中参考文献[16]与美国最大区域电力市场运营商(p e n n s y l v a n i a -n e w j e r s e y -m a r y l a n d ,P J M )的紧急需求响应补偿机制,取直接负荷控制补偿为900元/(MW ㊃h ),用户的直接负荷控制上限为负荷量的10%,可中断负荷补偿为3150元/(MW ㊃h),假定二㊁三级负荷可中断全部负荷,一级负荷可中断50%的负荷,但具体需要依据需求响应合同确定,最小㊁最大响应时间分别为2㊁4h ,最小间隔时间为2h ,优化结果如表5所示,所得到的修复顺序均为1ң22ң25ң12ң19ң16㊂表5㊀不同场景下的弹性恢复结果(C WT =500k W )T a b l e 5㊀R e s i l i e n c e r e s t o r a t i o n r e s u l t su n d e rd i f fe r e n t s c e n e (C WT =500k W )场景RR S C D计及需求响应(不考虑约束)0.43560.1767计及需求响应(考虑约束)0.43560.1602不计及需求响应0.43560.152353Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年7月㊀㊀由优化结果可知,在不考虑需求响应约束情况下,线路25未修复前用户26~33以燃气轮机为电源形成孤岛,但用户26~33总负荷值达920k W, 500k W的燃气轮机不能满足孤岛内全部负荷的用电需求㊂针对该孤岛可考虑采用基于供电优先级的需求响应控制策略,具体需求响应控制策略:住宅用户27和28㊁公共事业类用户26和29中断全部负荷,合计约300k W,商业类用户30中断78k W的负荷,用户31㊁32和33通过直接控制负荷需求响应减少了42k W供电需求,从而满足孤岛内剩余用电需求,总需求响应补偿数额约为23984.8元,降低停电损失124861.2元,并使配电网基于停电损失的弹性指标提升约16%㊂同时,算例结果表明,无论是否计及需求响应,基于系统影响值的弹性指标不变,这是由于修复顺序相同且配电网供电能力相同,需求响应本质上只改变了供电对象,但配电网总的供电容量不变㊂当计及需求响应约束后,在线路25未修复前约20h内,孤岛内所有用户以需求响应的响应时间约束为周期,采用基于供电优先级的需求响应控制策略进行需求响应控制,从而导致部分时段只能对用户做停电处理,停电损失有所升高,基于停电损失的弹性指标降低㊂但相对于不考虑需求响应,系统基于停电损失的弹性指标仍有5.18%的提高㊂2)不同场景下的弹性恢复结果对比㊂将接入的燃气轮机容量增大为800k W,并重新进行弹性提升优化计算,得到计算结果如表6所示㊂表6㊀不同场景下的弹性恢复结果(C WT=800k W)T a b l e1㊀R e s i l i e n c e r e s t o r a t i o n r e s u l t su n d e rd i f fe r e n t s c e n e(C WT=800k W)场景R R S C D 计及需求响应(不考虑约束)0.44260.1872计及需求响应(考虑约束)0.44260.1836不计及需求响应0.44260.1782对比表5㊁6结果,得出:1)当不考虑需求响应约束时,在接入800k W 的燃气轮机情况下(场景2),修复顺序与接入500 k W的燃气轮机时(场景1)相同;2)与场景1相比,场景2下基于系统影响值和停电损失的弹性指标均有所提高,说明燃气轮机接入容量增大,有助于系统弹性的提升㊂场景2下由于接入的燃气轮机容量增大,在线路25未修复前,用户26~33所形成的孤岛供电缺额少于场景1,2种场景在调用需求响应的方案上存在明显差异,即场景2下除住宅用户27外,其他用户均响应负荷值10%的直接负荷控制量,用户27响应可中断负荷,从而满足孤岛内剩余用电需求,需求响应补偿成本为3669.4元,可减少停电损失38425元㊂场景1则为了保障供电安全,弥补供电缺额,对部分用户实施了按上限进行直接负荷控制外,还对多个用户实施了中断全部负荷的策略,与2种响应行为的成本及响应能力的约束相符㊂当计及需求响应约束时,需求响应模式与场景1结果类似,即孤岛内所有用户以需求响应的响应时间约束为周期,按照供电优先级的模式进行需求响应控制,进而导致在需求响应能力不足阶段只能对部分用户做停电处理,增大停电损失,但相对于不考虑需求响应场景,计及需求响应后仍有3.03%的提高㊂5㊀结语本文研究了计及用户侧资源影响的配电网弹性提升技术,以停电损失刻画配电网弹性恢复效果,计及用户差异化的可靠性需求及需求响应影响建立了配电网弹性提升优化模型,并针对配电网在遭遇灾害攻击下的源型和网型容量不足问题,提出基于供电优先级的需求响应控制策略,以有效提高配电网的弹性㊂1)由本文建模过程及算例验证分析可知,在配电网遭遇小概率 高损失灾害攻击后的弹性恢复过程中,本文提出的基于供电优先级的需求响应控制策略能够通过合理的需求响应计划,安排解决配电网的容量不足问题,有效地减少弹性恢复过程的停电损失㊂2)需求响应技术本质上并未改变配电网的供电能力,因此,基于系统影响值的弹性指标并不受到需求响应计划安排的影响㊂在考虑用户差异化供电可靠性需求的条件下,应建立完善的需求响应机制,更好地做好灾后供电恢复㊂参考文献:[1]于士斌,徐兵,张玉侠,等.智能配电网自愈控制技术综63Copyright©博看网. 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PPT｜推进我国现货市场建设的现实难题与关键技术
2019年1月19日，东南大学电气工程学院电力经济技术研究所、中国能源研究会中国电力改革发展30人论坛、中国电机工程学会电力市场专委会在南京联合主办了第三届“东南电力经济论坛”之“电力现货市场风险管理”专题研讨会。
本次论坛上，清华四川能源互联网研究院交易与运筹中心主任夏清教授作了题为“推进我国现货市场建设的现实难题与关键技术”的精彩报告，小编征得夏教授同意，与您分享。
报告人简介：
夏清，清华大学电机系教授，博士生导师，IEEE高级会员。
主要研究方向为能源经济、电力市场、能源互联网以及电力调度、电网侧储能，智能电网，电力营销，大数据，人工智能等。
实现资源时空优化配置的现货市场及其应用研究
实现资源时空优化配置的现货市场及其应用研究
沈同;夏清
【期刊名称】《智慧电力》
【年(卷),期】2018(046)001
【摘要】现货市场在电力交易体系中占有重要地位，是协调电力市场运行经济性和安全性的关键。
目前，我国电力体制改革已由中长期市场向现货市场推进。
对现货市场基本概念的深刻理解是现货市场设计、运行、监管的基础。
剖析了中长期合约市场与现货市场间的逻辑关系，阐述中长期合约在现货市场的交割方式；给出了现货市场的报价方式，并介绍市场出清的基本原理；针对物理交割和金融交割的中长期合约，分别介绍了其在现货市场的结算方式；对现货市场实现资源时空优化的作用及其相应的经济学原理进行了分析。
最后探讨了我国建设电力现货市场面临的难题，并给出了解决思路。
【总页数】7页(P1-6)
【作者】沈同;夏清
【作者单位】[1]国网陕西省电力公司,陕西西安710048;[2]清华大学电机系,北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TM715
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1.实现资源时空优化配置的现货市场及其应用研究 [J], 沈同;夏清
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4.推进西北电力现货市场建设促进西北地区资源优化配置和新能源电量消纳 [J], 杨歌
5.市场营销资源优化配置模型应用研究 [J], 田志龙;蔡希贤
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协调运行的电力市场交易体系
协调运行的电力市场交易体系
夏清;郭炜
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2009(042)001
【摘要】电力资源的有效配置需要完整的电力市场交易体系及其协调运行机制的保证.在一般商品市场交易体系的基础上,结合电力商品的特殊性,提出了"期货交易发现价格,规避风险;远期交易保障给.稳定价量:现货交易即时平衡.价格引导"的市场功能体系以及"期货为塔基,远期为塔身,现货为塔尖,的市场结构体系.从而形成完整的电力市场交易体系.深入分析了上述交易体系形成的价格信号体系和交易流通机制.揭示了促进不同交易市场的相互联通和协调运行的机理,证明了这一交易体系的协调运行保证了电力商品的高效流通和电力资源的有效配置.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】夏清;郭炜
【作者单位】清华大学电机工程与应用电子技术系,北京,100084;清华大学电机工程与应用电子技术系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】F123.9
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4.全国碳排放权交易体系与节能和可再生能源政策的协调 [J], 段茂盛;;
5.电力市场中基于电价弹性的电力系统运行可靠性的协调控制 [J], 李生虎;丁明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电力市场综合信息管理平台(二)--核心功能的设计与实现
电力市场综合信息管理平台(二)--核心功能的设计与实现杨焱;康重庆;彭涛;葛睿;沈瑜;夏清;黄日星【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2001(021)011【摘要】描述了电力市场综合信息管理平台的若干核心子功能.数据重组工具可从庞杂的数据表中提取互相关联的数据并加以统计分析;图形工具可应用于任意数据集合,格式编辑功能强大;多维数据透视表使数据格式适合于实际生产中的信息需求;报表定义及管理工具可供用户自定义报表内容和格式;数据输出工具能实现数据表、报表及图形的多种方式转存功能.这些功能的实现,使得对电力市场中庞大、复杂、多变的数据库数据进行实际有效的信息生成和管理成为可能.【总页数】5页(P32-36)【作者】杨焱;康重庆;彭涛;葛睿;沈瑜;夏清;黄日星【作者单位】清华大学电机工程与应用电子技术系,;清华大学电机工程与应用电子技术系,;清华大学电机工程与应用电子技术系,;清华大学电机工程与应用电子技术系,;清华大学电机工程与应用电子技术系,;清华大学电机工程与应用电子技术系,;深圳供电局,【正文语种】中文【中图分类】TM73;TP315;F123.9【相关文献】1.电力市场综合信息管理平台(一)——总体设计与实现 [J], 武智勇;康重庆;赵儆;高峰;沈瑜;夏清;黄日星2.电力市场中发电厂调度综合信息平台的设计与实现 [J], 李胜利;任军;伊建伟;陈章良3.南阳市地下管线综合信息管理平台设计与实现 [J], 赵永统4.数字果业综合信息管理平台的设计与实现——基于Coral组件架构 [J], 张瑞;朱春燕;刘畅;徐识溥5.数字果业综合信息管理平台的设计与实现——基于Coral组件架构 [J], 张瑞;朱春燕;刘畅;徐识溥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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电力经济与智能电网夏清教授2010年9月内容提要内容提要什么是智能电网？3电力市场与智能电网互动45电力经济与管理6电力市场结构与交易体系2什么是电力市场？11智能电网的电价体系市场机制¾市场机制是在商品经济条件下，社会经济活动的各个环节、各个部分通过市场的作用建立起来的一种内在有机联系。
主要是由市场的供求变化，通过竞争的方式引起价格、利率、汇率等上下自由波动，引导资源向更加有效、更加合理的方向流动，实现全社会资源的优化配置。
电力市场的内涵（1）1.市场结构：通过对垄断的电力工业实行“网厂”分离或输配分离或配售分离的重组，形成互相竞争的市场主体。
2.产权革命3.市场竞争：对各市场成员提供的电力商品和服务，通过供需双方的报价，达到供需平衡，并形成反映市场供求关系、促进市场成员降低成本、引导电力投资的价格。
电力市场的内涵（2）4.市场准入：①市场的竞争客观上不但要求进入市场的市场成员通过报价获得市场份额，而且要求在市场准入的环节上引入市场机制，进行电力投资体制的市场化改革；②考虑到发电、输电、配电业务涉及到国家的能源平衡、环境保护、交通运输、水资源和土地的利用，必须对市场的准入实行政府核准制度。
电力市场的内涵（3）5.市场监管：①在发电环节，由于规模经济要求，市场成员的数量是有限，并具有一定地控制价格的能力；在输配环节，仍然实行的垄断经营；因此，必须建立政府对电力市场的有效监管，以保护电力市场中各市场成员的合法权利。
②这种监管应包括：①通过电力业务的特许经营权许可证制度，规定获得相关电力业务的市场成员的权利与义务②制定和修改市场规则③利用行政执法权处理各种市场中的违规和争议。
0))((≥−−ik ij ik ij F F f f 采用激励相容的原理，设计电力市场制度采用激励相容的原理，设计电力市场制度什么是激励相容？激励相容是指，参与者理性实现个体利益最大化的策略，与机制设计者所期望的策略一致，从而使参与者自愿按照机制设计者所期望的策略采取行动。
1、任何一个参与者不能通过损害整体利益来获得个体利益。
保证机制具备“损人不利己”的特征，假设每个参与者追求利益最大化，确保参与者没有损害整体利益的动力（激励），这是激励相容更本质的特征。
2、在其他参与者策略不变的情况下，如果当任何一个参与者的策略改变都成立下式，则称该机制满足个体利益与公共利益同向变化准则。
激励相容的机制可以从另一个角度来理解电力市场化的产权革命－当前电力体制电力市场化的产权革命－当前电力体制产权社会化、融资市场化、监管公开化、激励股权化产权社会化、融资市场化、监管公开化、激励股权化表示电能S o m e m a rk e t in fo a n d m o n e y m i n m a r k e t i n f o .m i n m r k t i n f o .I n fo . & m o n e yS o m e m a r k e t i n f o a n d m o n e y 电力市场结构电力市场结构发电商发电商发电商多边交易中心多边交易中心调度中心直供用户用户用户零售商输电公司配电公司零售商辅助服务提供商发电商代理表示资金表示信息调度指令年前月前日前提前几个时段交易后1周－1月结算交易时间交易内容电力市场交易体系电力市场交易体系双边交易多边交易金融市场长期合约市场发电权交易市场月现货电量市场辅助服务市场日前现货市场实时平衡市场协调运行的电力市场交易体系¾价格机制图建设协调运行的电力市场交易体系¾交易流通机制图双边交易标准化合约交易交易所交易期权交易其它金融交易现货市场远期合约市场金融市场平衡机制最多提前数年提前24小时提前3 ½小时实际交易时间时间英国电力市场－NETA模式（新模式）英国电力市场－NETA 模式（新模式）电力市场与智能电网互动¾市场交易更是智能电网“互动”的最高形式。
技术革命带来的交易载体变化，极大地拓展了基于智能电网的市场流动性，使市场成员可以在电力流、信息流、业务流、资金流的循环中得以更加充分地博弈，发挥市场优化配置资源的基础性作用。
价格机制的研究价格机制的研究两部制电价（容量/电量）输电电价销售电价可靠性电价分时电价节点电价季节性电价累进制电价用电量电价机组电价机组出力节点边际电价最小出力最大出力机组1机组2机组3电力宏观经济理论电力宏观经济理论研究电力消费的乘数效应研究国民经济指标体系对电力需求的影响，揭示电力需求的先行指标、一致指标、滞后指标建立反映我国电力供需平衡的景气分析系统多元非线性分段建模先行指标一致指标滞后指标市场结构、模式与规则的理论、方法与评估市场结构、模式与规则的理论、方法与评估市场效率市场交易成本市场许可证（规范了市场成员的权利和业务）市场结构市场交易体系市场价格机制市场信息披露市场结算与支付市场违约处理市场调节市场失灵市场效益评估电力市场电力系统规划电力系统规划中长期合同市场用电与发电权交易市场基于电力市场的模拟理论与方法基于节点电价、金融或物理输电权的电网规划理论与方法电源与电网协调优化理论电力金融理论与方法电力金融理论与方法电力期权市场电力期货市场输电权金融市场规避风险的金融措施Power PowerFinance Finance电力金融电力金融电力监管——信息披露电力监管——信息披露成本监管利润监管关联监管公平交易电网开放安全标准风险内部控制机制基于绩效的监管方法电力监管电力监管电力市场中的安全与经济均衡理论电力市场中的安全与经济均衡理论¾…均衡理论经济运行经济运行安全运行安全运行电网安全成本模型的建立和计算方法电网安全标准的市场价值模型和计算方法电网安全与经济均衡态的电价决策模型和求解方法考虑电网安全的电价结构电网运行的安全风险评估方法电网运行的安全风险评估方法与时间相关的可靠性指标体系的建立基于新能源发电的随机潮流计算模型与方法考虑发电、输电、用户互动不同需求的电网安全风险计算方法电网安全风险与不同因素之间的数学建模和控制风险的方法反映电网公司对社会的贡献反映电网公司的基本情况评估电网运行的安全状况从财务方面考察电网公司的经营状况评估电网公司的营销服务水平评估电网的运行维护水平评估电网公司人力资源状况宏观指标基本信息安全生产资产运营营销服务电网运行人力资源评估电网建设工程的安全性环保性电网建设电网评估指标体系电网评估指标体系市场营销市场营销Add Your Text 1、电力市场的营销环境分析2、电力消费者行为分析3、市场细分和目标市场定位4、市场定价策略5、电力市场预测6、需求侧管理全面实施需求侧管理的营销战略全面实施需求侧管理的营销战略需求侧管理的任务DSM 管理是保证电力工业可持续发展的重要举措削峰、填谷、移峰填谷负荷的合理分布战略性节电、战略性负荷增长柔性负荷DSM 通过价格改变了用户的用电行为，成为电网企业的市场营销的主要手段DSM 将全面提高电网企业的投资效率DSM 将降低线损将DSM 作为电网企业的利润来源之一DSM DSM电力ERP(电力企业信息化战略）电力ERP(电力企业信息化战略）ERP企业资源计划（Enterprise Resource Planning），是指在有效利用整个企业经营资源的观点上，通过计算机软件实现企业管理的科学化与信息化，对企业所拥有的人、财、物、信息、时间和空间等综合资源进行综合平衡和优化管理，协调和整合企业各管理部门，围绕市场导向开展业务活动，从而谋求企业的效益最大化。
日常所说的ERP是指以实现ERP概念为目的的一体化业务软件包本身，包括产品研发和设计、作业控制、生产计划、投入品采购、市场营销、销售、库存、财务和人力资源等方面相应的模块，并采取集成优化的方式进行管理。
电力市场环境下电网公司的经营战略电力市场环境下电网公司的经营战略电网公司在电力市场中的定位宏观环境分析潜在市场进入者的分析成本领先战略制定合理的价格策略品牌战略资本运作规划超前战略资源优先战略市场营销战略略战营经什么是智能电网水电站碳捕集电厂小水电太阳能电站內陆风电场高压直流输电变压器光伏发电微型储能微型储能超导储能电力通信通道居民热点联供燃料电池增值服务预报信息海上风电场生物质能发电交互控制中心潮汐能电站微电网氢气发生和充气站氢气压缩储存需求侧管理智能电网蓝图电动汽車基本內涵关键特征战略目标建设框架什么是智能电网實施方案效益分析智能电网基本內涵集约式智能电网分布式返回智能电网关键特征规制激励化规制激励化全面互动化全面互动化深度信息化深度信息化智能电网智能电网电源清洁化资产高效化通过各环节的的传感量测、通信、监测、诊断，全方位、全要素、全过程地监视电网运行的经济、安全、节能、环保状态信息，对数据进行精选分析，开展精确预测、精当决策、精准控制、精细管理智能电网关键特征规制激励化规制激励化全面互动化全面互动化深度信息化深度信息化智能电网智能电网电源清洁化资产高效化•有效的电价形成于传导机制•完善的市场交易体系•先进的企业管理制度•科学的产业发展政策•激励电力工业各环节各主体，提高资源优化配置能力，实现经济社会效益智能电网关键特征规制激励化规制激励化全面互动化全面互动化深度信息化深度信息化智能电网智能电网电源清洁化资产高效化•不同電源之间的互动•发电与用电之间的互动•电源与电网之间的互动•用户与电网之间的互动•提高电力资源优化配置的时效性、全面性、有效性智能电网关键特征规制激励化规制激励化全面互动化全面互动化深度信息化深度信息化智能电网智能电网电源清洁化资产高效化通过充分互动、精细控制，全面提高电网承載新能源的能力智能电网关键特征规制激励化规制激励化全面互动化全面互动化深度信息化深度信息化智能电网智能电网电源清洁化资产高效化•改变单一根据系统最大负荷确定备用容量的规划和运行方式•提高负荷在时间与空间分布的均匀性•降低负荷的峰值•減少土地資源的佔用•提升设备利用率，降低或延缓固定成本投入返回重点战略目标返回以更加充分的互动提升电网承载新能源发电的能力精确预测精准控制时间互动：适应于新能源发电的消费方式空间互动：可再生能源就地平衡大規模储能的就地平衡燃料电池的远距离传输车载电池的分散储能柔性负荷控制以合理的电价机制全面提高发电、输配电和用电之间的资源优化配置水平建设节能减排、环境友好的电力系统节能发电调度配套电价激励，鼓励新能源与低能耗机组多发电累进制电价丰枯电价差別电价节点电价特高压、紧凑型输电线路外部成本內部化提升线路容载比以节省土地資源建设智能的充放电网络，支撑电动汽车的发展以深度信息化全面提升电网安全运行水平以二次系統建设形成主动安全防御，替代依靠一次系统建设形成设备冗余的被动安全防御返回。