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
发布时间:2019-10-21
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。
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
男（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
编辑：李锡
审核：白恺
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