综合能源系统下综合需求响应面临的主要挑战和潜在的解决技术|论文精选

近年来,世界各国正在积极开展对能源互联网(Internet  ofenergy,IoE)的研究,目标是建立综合能源系统(integratedenergysystem, IES),实现能源资源的综合利用和灵活配置。长期以来,电力系统的稳定与供需平衡一直依赖于源端和网端,随着综合能源系统不断发展及其市场化运行,需求侧的资源潜力被逐步挖掘,其灵活响应在保障电力系统的经济性、安全性、可靠性发挥着越来越重要的作用。

电力需求侧管理(demand side management,DSM)概念自20 世纪 80 年代被提出后逐渐被应用于 IES 中,并不断向着能够反映市场需求的需求响应(demand response,DR)发展 。

在能源转型加速、综合能源系统迅速发展的背景下,传统需求响应(demand response,DR)不断演进为综合需求响应(integrated demand response,IDR)。 在 IES 中,IDR 将多种能源进行紧密耦合,赋予用户更灵活地参与能源网络调节的能力,从而实现更高效的能源利用和供需平衡 。

由广西大学电气工程学院的江美慧、许镇江、张其朴、朱虹谕、吴晖锽、刘天皓、张冬冬等编写的《面向综合能源系统的综合需求响应策略及其建模技术》,阐述了传统电力DR向IDR的演化与发展进程,探讨了IES中IDR的运作与互动框架,并对其灵活性响应资源进行分析 。考虑IES运行优化、 响应方式和用户主被动性等问题,在传统分类基础上将IDR进一步细分为基于负荷削减转移、负荷替代转换、签署合同协议和市场交互控制四种响应模式,以适应IES的复杂性和互动性,为在IES中IDR的实施提供了清晰的模型 。

文章从IES运行优化、响应方式和用户主被动性等角度考虑,将当下主流的IDR分类模式进一步细分为负荷削减转移型、负荷替代转换型、签署合同协议型和市场交互控制型,并探究它们在IES中的作用机制与响应过程,并归纳出相应的一般模型。从而为后续新型电力系统或弹性电力系统等IES的模型优化 提供参考,从多个角度深入挖掘需求侧用能的灵活性,实现用户以不同IDR的方式参与能源价格的动态调整。

文章指出,IES凭借其在可再生能源消纳、提升能源利用效率和保障能源供应稳定性等方面的潜力,成为能源领域的研究热点,也为IDR的实施提供了基础和平台;同时,作为IES高效运行和优化的重要手段,IDR通过灵活调整需求侧的能源消费,对IES中平衡供需、促进可再生能源消纳、降低运营成本发挥着至关重要的作用 。 IES与IDR的发展紧密关联,相辅相成,与此同时,IES下IDR发展也面临着一系列关键技术瓶颈与挑战 。

文章深入剖析了在极端灾害、多重不确定性、多特征混合和差异化价格体系四个方向下,IDR 面临的主要挑战和潜在的解决技术,为IDR在IES中的进一步研究和发展提供具有实践意义的参考。(摘自《电力建设》2024年第12期)

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