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湖南大学李欣然,刘志谱等:考虑负荷重要性与源-荷互补性的负荷恢复策略


该文受国家重点研发计划(2017YFB0903400);国网湖南省电力有限公司科技项目(5216A7160004)资助。


原文发表在《全球能源互联网》2019年第5期,欢迎品读。(点击查看)



作者:刘志谱,李欣然,刘小龙,黄珂琪,卢颖华,罗真

单位:湖南大学电气与信息工程学院


研究背景

当综合能源系统(IES)与大电网非计划脱离而处于孤网运行状态时,由于IES所配置的微电源十分有限,往往必须迅速切除部分乃至大量负荷以保证脱网后的安全稳定运行。因此,对孤网运行的IES采取合理的负荷恢复策略,使之在满足重要负荷不中断供电/能的前提下快速恢复尽可能多的负荷,具有重要意义。本文针对IES非计划停电下如何减少负荷损失、提高能源利用效率的问题开展了研究,提出一种考虑负荷重要性与源–荷互补性的负荷恢复策略。

文章导读

1.提出源–荷互补性指标并给出其定义方法。

2.引入源–荷互补性指标来改善孤网下的负荷恢复策略,提出了考虑负荷重要性与源–荷互补性的综合指标构建方法。

3. 建立了IES孤网情况下基于综合指标的负荷恢复策略模型并验证其有效性。

重点内容


1 核心思路

首先,根据负荷特性构建负荷重要性评价指标,得出负荷的重要程度;然后,考虑源–荷互补特性,提出源–荷互补性评价指标;最后,利用熵权法综合考虑负荷重要性与源–荷互补性构建基于综合指标的负荷恢复策略模型,并进行仿真验证。

2 综合指标的构建


1)负荷重要性指标

负荷重要性指标的构建

2)源-荷互补性指标

3)综合指标的构建

综合指标的提出,从理论上改善了因负荷(二级负荷)重要程度稍高、源–荷互补程度很低而导致的能源无法充分利用的问题。

3 基于综合指标的负荷恢复策略模型

基于综合指标的负荷恢复策略流程图

按照该策略恢复负荷能够在考虑重要性的基础上,确保每次恢复的负荷都具有较好的源–荷互补性,从而使得在负荷恢复工作完成时,整体的源–荷互补效果达到最佳,有限的能源得到充分利用,供需差得到改善。

4 仿真验证

以某实际工业园区为原型进行仿真验证,其系统结构如图所示。选取此园区10个二级电负荷(一级重要负荷除外,二级冷热负荷与此类似)作为研究对象。

综合能源系统结构

对两种策略进行对比:

策略Ⅰ:只考虑负荷重要性,即按负荷重要性指标大小依次恢复负荷。

策略Ⅱ:本文策略,即考虑负荷重要性和源–荷互补性,按照综合指标大小依次恢复负荷。

仿真结果如下:

策略I仿真结果

策略II仿真结果

策略II与策略I结果对比

结果表明:本文策略(即考虑负荷重要性和源–荷互补性)相比于策略I(只考虑负荷重要性)具有明显的优势,不仅能够有效提升负荷恢复量和孤网下有限能源的利用效率,同时极大地降低了源、荷之间的最大供需差以及储能最低配置容量。

结论

本文针对IES非计划停电下减小负荷损失、提高能源利用效率问题进行研究,提出了源–荷互补性指标并将其用于改善孤网下的负荷恢复策略,结果表明将负荷重要性与源–荷互补性综合考虑进行负荷恢复具有较好的效果。

作者简介

刘志谱


(1994),硕士研究生


研究方向为综合能源系统建模、运行与控制。

E-mail:1396871735@qq.com

李欣然


男(1957),教授,博士生导师,享受国务院特殊政府津贴专家


研究方向为电力系统分析与控制、综合能源系统。

E-mail:903177673@qq.com

刘小龙


男(1991),博士研究生


研究方向为综合能源系统,通信作者。

E-mail:123195668@qq.com

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编辑李锡

审核:白恺


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