面向主动配电网的源-网-荷-储新型能源协调控制技术研究
源网荷储多元协同调度体系研究与实践
源网荷储多元协同调度体系研究与实践发布时间：2023-01-15T09:06:16.502Z 来源：《中国科技信息》2022年9月17期作者：刘长春杨玲伍志龙[导读] 在新的电力体制下，随着可再生能源发电并网规模的不断扩大和电转气的普及以及电转热的推广刘长春杨玲伍志龙国网喀什供电公司新疆喀什 844000摘要：在新的电力体制下，随着可再生能源发电并网规模的不断扩大和电转气的普及以及电转热的推广，电网中可再生能源发电装机占比逐年增加。
文章从我国电网运行实际出发，结合源网荷储协同调度体系，提出了源网荷储协同调度的体系框架，阐述了源网荷储系统协同调度机制。
源网储能、电转热是电力体制改革的重要内容。
关键词：源网荷储；多元；协同调度体系引言随着可再生能源发电并网规模不断扩大和可再生能源的逐步推广，电网运行方式发生了巨大变化：在传统电网中，由于电源装机规模小而导致电力供应的不确定性大，容易出现“弃风弃光”现象；为了解决“弃风、弃光”问题和促进风电、光伏等低碳化清洁能源消纳问题，国家将可再生能源列入了双碳目标任务中。
1 我国源网荷储协同调度的基本现状近年来，我国不断出台支持储能发展的政策措施，储能产业也取得了长足发展。
目前，储能已广泛应用于调峰调频、需求响应、辅助服务市场交易等领域[1]。
从国家层面来看，国家电网公司正在积极推进智能调度系统建设，加强源网荷储一体化应用。
从地方电网层面来看，各省市积极推进“双碳”目标下源网荷储一体化应用的发展思路，积极探索利用储能参与电力系统调峰调频服务等新业态发展模式。
但是在实践中仍存在一些问题。
2基于多元协同的源网荷储协同调度机制分析为了提高新能源发电的消纳，实现清洁能源电力高比例消纳，促进可再生能源产业健康发展，从源网荷储系统运行角度出发，需要在系统中构建一种能适应电网实际场景的协同调度机制，本文提出了基于多元协同的源网荷/储能协同调度机制。
基于多元协同理论的源网荷协同调度，可以充分发挥储能装置在清洁能源发电和储能设备应用上的优势，实现源网之间、源网荷之间以及荷储之间不同层级系统与设备间的资源互补和优化配置[2]。
面向新型电力系统的配电网源网荷储协同交互控制研究
面向新型电力系统的配电网源网荷储协同交互控制研究摘要：阐述了面向新型电力系统的配变台区光储充一体化的运行思路, 重点介绍了边缘网关、光伏系统、储能系统、充电站系统和储能装置集成能量管理系统组成。
关键词：光储充一体化；能量管理系统0引言2020年11月2日，国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021－2035年）》明确指出，鼓励“光储充放”多功能综合一体站建设。
2022年3月22日，国家发改委和国家能源局发布的《“十四五”现代能源体系规划》提出：“推进电动汽车与智能电网间的能量和信息双向互动，开展光、储、充、换相结合的新型充换电场站试点示范。
1新型电力系统配变台区架构图1 整体架构整体架构以配电智能网关为核心，实时感知台区内储能装置、光伏系统、充电场站、独立充电桩和用户电能表的运行状态，并采集相应数据，对光储充放一体台区进行统一管理。
配电智能网关通过采集各环节的运行数据及状态，与配电主站进行数据交互，主站侧可实时掌握该台区的所有信息，包括储能装置投切状态、光伏系统并网状态、光伏功率预测、新能源充电场站的车辆接入信息及台区下辖用户的用电信息。
台区内各关键部分可通过RS485、HPLC宽带载波等通信方式与配电智能网关进行通信，配电智能网关支持各种物联网通信协议，是低压台区全面感知的重要保障。
同时支持2路4G/5G无线通信，与配电主站或其他用户指定平台进行上行通信，主站平台与配电智能网关进行数据交互和应用系统，真正实现了“云边协同”。
1.1边缘网关一种网关设备，部署在变电站、配电站所/台区/杆塔、分布式新能源等新兴市场主体的并网点等位置，负责采集本地电网运行数据，上送边缘集群，并实现电网运行方式切换、调频/调峰等指令操作，具备边缘计算和云边协同应用功能，支撑调度运行和市场运营。
边缘网关根据应用场景和功能性能差异分为I型边缘网关、II型边缘网关和III型边缘网关。
I型边缘网关指部署在变电站的智能远动机。
源-网-荷-储协同调控技术研究
provide reference for the interaction and coordinated control of source network load storage.
化。新能源送出区域关键断面智能协同调控系统建
图4
源-网-荷-储协同调控紧急防御系统新能源场站层面
建设
设方案如图 6 所示。
2）特高压直流配套电源智能协同调控系统通过
2）源-网-荷-储多资源广域协同调控紧急防御
建设特高压直流配套电源独立控制区，并对控制区
体系建设。将新能源、储能、直流等调节资源广泛纳
内配套火电调峰能力、配套新能源发电能力、断面能
and load storage
LI Jie，SUN Helin，XUN Kaixiang，TIAN Xiaolei，FAN Liang
（State Grid Beijing Electric Power Company，Beijing 100031，China）
Abstract: Based on the research on the coordination and control of source network and load storage，this
作者简介：李 杰（1978—），男，北京人，高级工程师。研究方向：电力系统及自动化。
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李 杰，等 源-网-荷-储协同调控技术研究
调 、网 荷 互 动 、源 荷 互 动 等 多 种 交 互 模 式 实 现 柔 性
主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究
主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度研究摘要：随着可再生能源的快速发展，主动配电网作为未来智能电网的重要组成部分，面临着调度困境。
本文从主动配电网的角度出发，研究了“源-荷-储”协同优化调度问题。
通过建立数学模型，采用优化算法对配电网中的电源、负荷和储能设备进行调度，以提高主动配电网的供电可靠性和经济性。
研究结果表明，协同优化调度能有效提升主动配电网的运行性能。
1. 引言主动配电网是一种利用信息通信技术实现源、荷、储三者协同工作的新型电网形式，其实施可以提高电力系统的供电可靠性和经济性。
然而，由于可再生能源的不稳定性和一些传统配电网中存在的问题，使得主动配电网的调度与控制面临着诸多挑战。
2. 主动配电网调度模型为了研究主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度问题，本文建立了一个数学模型。
该模型首先考虑了配电网中的电源、负荷和储能设备之间的协同关系，然后采用目标函数来综合考虑供电可靠性和经济性两个方面的指标。
同时，由于主动配电网中的电源和储能设备的运行状态是时变的，因此模型还考虑了时段划分和优化调度的问题。
3. 优化算法为了解决主动配电网的协同调度优化问题，本文采用了一种基于优化算法的求解方法。
该算法首先通过对配电网中的电源、负荷和储能设备进行建模，确定了各个设备的运行状态。
然后根据模型中的目标函数，采用遗传算法或粒子群算法等方法进行调度优化，最终得到协同调度的解。
4. 数值实验与结果分析为了验证提出的“源-荷-储”协同优化调度方法的有效性，本文进行了一系列的数值实验。
实验结果表明，通过协同调度优化，主动配电网的供电可靠性和经济性得到了显著提高。
同时，对不同规模、不同结构的配电网进行实验验证，该方法的适用性和普适性得到了证明。
5. 结论与展望本文主要研究了主动配电网中“源-荷-储”协同优化调度问题，并提出了一种基于优化算法的求解方法。
通过数值实验可以得出，该方法能够显著提高主动配电网的供电可靠性和经济性。
面向主动配电网的源-网-荷-储新型能源协调控制技术研究
−
f
( ( ) ) Qqref
=
Qkpq6re+f
=ksi6
kp6U+rekf si−6
U
U
ref
−U
（2） （3）
外环控制器：PQ控制
ud
Pgrid
1
uq
功
1+Ts
率
计
id
算
iq
Qgrid
1
1+Ts
Pref ∑
∑ Qref
Pmax
Kp+
Ki s
idref
Pmin
Qmax
Kp+
Ki s
iqref
Qmin
ESS 结构采用的控制模块是基于 V/f 的外环控制
器并网技术，能够实现并网逆变器的即时控制，从而
把控功率输出。
3 ADN“源网荷储”协调控制模式设计 本 研 究 设 计 的 ADN“ 源 网 荷 储” 协 调 控 制 技
· ２１５ ·
2021 年 3 月 25 日第 38 卷第 6 期
Telecom Power Technology
关键词：主动配电网；源网荷储；新型能源；协调优化
Research on the Coordinated Control Technology of Energy Source Network Load Storage for Active Distribution Network
WANG Jian, GAO Fei (State Grid Wuwei Power Supply Company, Wuwei 733000, China)
2021 年 3 月 25 日第 38 卷第 6 期
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]。
源网荷储多元协调控制系统的研究及应用
源网荷储多元协调控制系统的研究及应用摘要从传统的“源随荷动”调度模式向“源网荷储多元协调调度控制”模式转变发展，基于此设计源网荷储资源综合管理平台系统。
通过接入层、网络层、平台层、应用层四层系统结构构建整个系统，利用海量数据统一管理技术、多源数据统一融合技术、多源数据统一服务技术、资源全息感知与决策等阐述实现源网荷储的各应用场景支撑的关键技术，最终落地试点华东调控分中心通过源网荷储综合资源管理平台接入的各类调节资源，选择国庆期间华东地区新能源消纳形势最为严峻的安徽电网作为试验对象。
通过源网荷储综合资源管理平台发布调峰需求，利用电动汽车公司、同里区域综合能源体等资源的可调能力，支援安徽区域的节假日午间新能源消纳，减少电网峰谷差，降低电网运行风险。
关键词：源网荷储；多元资源综合管理平台；新能源消纳1源网荷储多元协调控制概述源网荷储一体化电力系统是一个需要接近于实时维源网荷储一体化：问题与建议“源网荷储一体化”其本质为构建一个新型的电力系统。
在传统电力系统中，通过按照需求侧负荷的变化进行各上网发电机组的有功和无功调整，从而保持整个电力系统的安全稳定运行，该类型的电力平衡调节方式通常称为“源随荷动”。
“源网荷储一体化”其本质为构建一个新型的电力系统，将一张大电网分解成多个层级，形成以大电网为主导，区域（省）级、市（县）级、园区（居民区）级等多层级电网并存的格局。
侧重于以负荷需求为中心，通过对电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧的各项电能资源要素就地、就近、灵活调节，实现源源互补、源网协调、网荷互动、网储联同、源荷匹配的电量交互形式，充分发挥负荷侧的调节能力。
源网荷储的基本工作机理有以下三方面内涵：首先，对源、网、荷、储的特性进行分析，摸清源网荷储各个环节的当前状态和具备的能力。
其次，对发电功率、负荷功率等进行预测。
第三，制定源网荷储的协调优化策略，充分发挥储能“查漏补缺、削峰填谷”作用。
2源网荷储资源综合管理技术架构源网荷储泛在资源综合管理系统技术架构分为接入层、网络层、平台层、应用层。
基于新型电力系统的源网荷储协调关键技术分析
基于新型电力系统的源网荷储协调关键技术分析
姜超;丁傲;陈乃新;高健;闫宇;董博;李海明
【期刊名称】《石河子科技》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着大量分布式电源接入电力系统中,对电网的经济性与可靠性会带来影响,因此,需要对源网荷储协调关键技术进行分析。
文章对“源-荷”“源-储”“源-网-荷-储”协同优化调度方法进行了概述,对新型电力系统中源网荷储协调技术进行了总结,对不同场景下新型电力系统的源网荷储协调结果进行分析,得出“源-网-荷-储”协同优化调度方法应用效果最好,更利于提高新型电力系统的可靠性和稳定性。
【总页数】3页(P76-78)
【作者】姜超;丁傲;陈乃新;高健;闫宇;董博;李海明
【作者单位】国网吉林省电力有限公司长春供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM715
【相关文献】
1.新型电力系统下5G+云边端协同的源网荷储架构及关键技术初探
2.“双碳”背景下源网荷储协调互动助力新型电力系统建设
3.面向新型电力系统的源网荷储协同互动关键技术
4.新型电力系统下的源—网—荷—储能协调优化模型研究
5.“双碳”背景下源网荷储协调互动助力新型电力系统建设
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Liu Shu, Gao Yuan, Shan Junwei (Shenyang Institute of Engineering, Shenyang Liaoning, 110136)
理论与算法
2 0 18.04
面向主动配电网的源-网-荷-储新型能源协调控制技术研究
刘姝， 高媛，单俊玮
( 沈 阳 工 程 学 院 ，辽 宁 沈 阳 ， 11013 6 )
摘 要 ：本文应用潮流分析法模拟电网电路的各节点与支路相关关系来对系统网损进行分析,由前推回代法进行分析运算，以 一种新的模拟退火粒子算法将它应用到主动配电网的分布式电源的选址定容问题,找到能使分布式电源在就地消纳较好的情 况下降低网络损耗，实现主动配电网的协调优化运行。由 3 2 节点系统的算例进行分析，证实该算法的正确性与有效性。 关 键 词 ：分 布 式 电 源 ；前 推 回 代 法 ；模拟 退 火 粒 子 算 法 ；友好负荷
容 量 /10kW 1 2 1 1 3 1 5 3 4 5 1
2 考虑"源 - 网 - 荷 -储 "的 A D N 协调规划模型 2.1 "源 -网 "层删模型
前推回代算法流程图如图1 所示。通过对传统粒子群算法进
图 1 前推回代算法流程图
基 金 项 目 ：沈阳市科学技术计划项目：面向主动配电网 的 源 -网 荷 -储 新 型 能 源 协 调 控 制 技 术 研 宄 （17-231-1-16)。
〇引言
未来配电网的协调优化运行需“源 - 网 - 荷 - 储 ”四方面相 互 配 合 提 高 电 能 质 量 与 经 济 性 。本文从分布式电源选址定容问 題 分析，对 " 源 - 网 ”层 进行优化，利用潮流分析法研究各支路与 节 点 之 间 的 关 系 ，由 前 推 回 代 法 计 算 ，用 改 进 的 模 拟 退 火 群 粒 子 进 行 择 优 分 析 ，使 分 布 式 电 源 选 址 定 容 问 题 有 了 更 优 化 的 解 决 方 案 。在考虑主动配电系统下新型负荷及分布式电源接入影响的基 础 上 ，研宄负荷的预测方法。其次基于波动性分布式电源概率特 性 分析，得出分布式电源的处理预测计算方法。最后分析主动配 电网中新型负荷和分布式电源的作用，利用友好负荷的可控性来 调 节 电 网 与 消 纳 分 布 式 电 源 ，使 源 网 之 间 紧 密 联 系 起 来 ，让 负 荷 、
行 改 进 ，将 传 统 粒 子 群 算 法 与 模 拟 退 火 相 结 合 ，实 现 两 种 算 法 的 优势互补。改进的退火粒子算法图如图2 所 示 。
储能之间形成良性友好互动。
1 主动配电网
主动配电网与智能电网的作用相似，都包括了分布式电源接 入 的配电网，其 主 动 性 主 要 表 现 为 ：（1)主动控制与调节分布式 电 源 ；（2 ) 其负荷具有 一 定 的 主 动 性 ；（3 ) 主动配电网应具有 可 控 制 的 资 源 ；（4 ) 接入主动配电网的分布式电源与储能装置 应 满 足供电可靠性；（5 ) 主动配电网要具有独特的规划，使可调 负荷与分布式电源主动发挥功率的控制调节作用。
Abstract: The relationship between each node and branch circuit based on simulation grid power flow analysis method to analyze the system network loss analysis computation by the forward backward sweep method, it is applied to the distributed power distribution network of the active location problem in a new simulated annealing particle algorithm, find the distributed power supply in the case of better local consumption to reduce network loss, realize the coordinated operation of active distribution network optimization. An example of 32 node system is analyzed to verify the correctness and effectiveness of the algorithm. Keywords: distributed power supply; forward back generation method; simulated annealing particle algo rithm; friendly load
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甲孑测i i !
2 0 1 8 .0 4
理论与算法
2300kW，在电网中接入风能与传统能源分布式电源。如 图 4 所 示 。
图 4 主动配电网系统图
本 文 研 究 3 2 节 点的分布式电源，求 解 维 数 为 3 2 维 。应用软
件 输 入 额 定 电 压 、有 功 无 功 功 率 及 各 节 点 数 ，应 用 改 进 的 退 火 粒 子群算法对各个节点容量进行仿真预测结果表1 所示。
图 2 改进的退火粒子算法图 根据改进的退火粒子群算法求以上模型，模拟粒子的位置和 速 度，计算每个离子的适度值。
2.2荷层规划模型
主动配电网整体负荷l
人
不可控负荷 (i i )
可调负荷 可调负荷 可控负荷
([2S)
C“ ）
人
表 1 仿真结果表
节点
2 4 7 9 10 11 14 15 17 18 20