摘要 可再生能源的自用可以为家庭、企业、电网运营商(配电系统运营商 (DSO) 和输电系统运营商 (TSO))以及整个社会带来经济、环境和安全效益,尽管市场刚刚发展,仍需要取得重大进展,以深化市场渗透,并确保电网能够管理由此产生的能源流动变化。在许多国家,太阳能光伏 (PV) 正在接近电网平价,使自用成为一种有吸引力的措施,其中“产消者”能够自用他们生产的可持续电力,并将多余的电力卖给电网。在尚未实现平价的地方,需要进一步的政治和经济支持,并且各地区有多种选择。欧盟的清洁能源一揽子计划要求欧盟成员国消除自用障碍,但要实施的具体措施是灵活的,取决于国家和地区的情况。对于各地区而言,实现自用将消费者置于低碳转型的核心,并释放私人投资,因此是一种潜在的具有成本效益的战略,可以实现可再生能源和减排目标。尽管很多事情是在国家层面决定的,但各地区仍可采取多种措施来促进自身消费。
现代制造工厂的现场发电系统 (OGS) 采用可再生能源,被视为制造商的重要替代能源。通过聚集此类制造商,可以形成产消者社区,以实现可持续和弹性电力系统的共同目标。由于网络的可持续性取决于网络中每个组件的可靠运行,因此需要监控网络中现有组件的性能和寿命。用于提高网络可靠性和性能的关键且昂贵的组件之一是电池储能系统 (BESS)。本文提出了一种 BESS 寿命估计模型,采用细胞自动机和系统动力学 (SD) 的综合方法,以防止任何突然断电并为社区建立可靠的能源管理框架。在模拟模型和确定电池退化量时,考虑了制造工厂的能源需求、OGS 的间歇性发电、产消者的能源共享能力等主要因素。根据电池的预估寿命,制造商可以进一步控制能源管理计划(充电/放电方案),以延长电池寿命并确保社区的可靠运行。通过数值案例研究来说明该模型的有效性。
近年来,数字化使机器学习成为改进多个行业流程的关键工具,例如电力系统。机器学习算法是基于统计学习理论的数据驱动模型,可用作利用电力系统及其用户生成的数据的工具。能源社区正在成为配电网中消费者和产消者的新组织。这些社区的运作方式可能有所不同,具体取决于其目标以及社区希望向配电系统运营商提供的潜在服务。本文在回顾 25 个能源社区项目的基础上,介绍了本地能源社区的概念。此外,对本地能源社区应用的机器学习算法进行了广泛的文献综述,并根据预测、存储优化、能源管理系统、电力稳定性和质量、安全性和能源交易对这些算法进行了分类。对文献中报告的主要算法进行了分析,并将其归类为监督、无监督和强化学习算法。研究结果表明,监督学习可以为预测任务提供准确的模型。同样,强化学习在控制相关应用方面也具有有趣的功能。
摘要:由于气候变化的前景以及欧盟对现代电力电网所面临的挑战,基于分布式能源的分散系统是由基于实用性力量的集中式系统创建的。它还涉及有关电网操作和管理的新想法,尤其是在低压分销网络的水平上,在该网络的水平上,生产者发挥了特殊作用。除了将源转化为可再生能源外,其目的是通过利用灵活的网格组件的调节潜力来提高功率网格的灵活性。在能源群落涵盖的微电网和当地电网的情况下,网格灵活性的问题特别重要。许多帖子描述了通过储能来实现灵活性的任务,例如,将电动汽车中的存储资源存储或通过转换为热,空气压缩空气或过程冷却来使用能量转换。然而,似乎缺乏对该主题的探索,光伏逆变器可以在维持功率质量严格的同时提供灵活的能源。本文介绍了低压网格的当前发展,以及使用造型器安装来提供网格的灵活性和稳定性的前景。
摘要 — 为应对能源结构不断增加和环境不断变化所推动的能源转型,本文提出了一种利用真实微电网数据的能源交易策略。具体而言,我们采用具有优先经验重放 (PER) 的深度 Q 网络 (DQN) 来开发基于 DQN-PER 的能源市场算法,以优化参与本地能源市场 (LEM) 的产消者所获得的效用。执行能源交易行为的问题被表述为一个顺序决策问题,以优化产消者在各种能源交易场景中的效用。这包括能源存储系统 (ESS) 提供的应急性或灵活性、太阳能光伏 (PV) 源的结合以及与电网或 LEM 交易能源的决策。结果表明,在 LEM 中交易能源所获得的收益更高,当纳入更多可再生能源时,收益更高。例如,在带有 ESS 的电网中,LEM 交易的平均收益为 35%,而当 PV 和 ESS 结合在一起时,收益将增加到 54%。索引术语 — 太阳能光伏、储能系统、深度 Q 网络、本地能源市场、深度强化学习、优先经验重放。
摘要:能源互联网是电力系统的未来发展,被概念化为能源共享网络。其即插即用机制、实时双向能源、信息和资金流动等特点可以为电力生产和利用带来巨大的利益和创新。能源互联网整合了小型可再生能源系统、电力负载、存储设备和电动汽车,以物联网、车辆到电网和区块链等新兴技术为后盾,实现有效的电力交易。目前,能源互联网还没有规模化的运作模式,文献也很少,这使得该领域的研究具有重要意义、新颖性和及时性。鉴于此,本文试图开发能源互联网的概念模型,阐述其结构和组件,并讨论其运行原理。首先,本文全面概述了能源互联网及其作为未来电力系统发展的适用性。其次,本文概述了能源互联网的概念、架构和特征。第三,引入“能源内联网”的概念,表示能源互联网的缩小版,包括能源产销双方和地方能源市场,形成地方能源集群。最后,讨论了能源互联网的网络结构、新兴技术的相关性和创新的运营机制。
摘要 — 本文针对具有潜在光伏产消者的配电网,提出了一种新颖的两阶段博弈论住宅光伏 (PV) 板规划框架。一项创新贡献是将住宅光伏板位置分配模型与能源共享机制相结合,以增加光伏产消者的经济效益,同时促进住宅光伏板的合理安装。住宅光伏板规划决策的优化被制定为一个两阶段模型。在第一阶段,我们开发了一个基于 Stackelberg 博弈的随机双层能源共享模型,以确定具有不确定的光伏能量输出、负载需求和电价的光伏板的最佳尺寸。我们没有使用商业求解器直接解决所提出的双层能源共享问题,而是开发了一种基于有效下降搜索算法的解决方法,可以显着提高计算效率。在第二阶段,我们为所有光伏产消者提出了一个基于随机规划的住宅光伏板部署模型。该模型被制定为最优功率流 (OPF) 问题,以最小化有功功率损耗。最后,在IEEE 33节点和123节点测试系统上的仿真证明了所提方法的有效性。
摘要:社区能源市场 (CEM) 为社区参与者提供了交易机会,以实现节约和利润。然而,市场设计和参与者的行为是决定此类市场成功的关键因素。为此,本研究提出了一个 CEM 模型并进行基于代理的模拟,以研究 CEM 对消费者和产消者的好处。拟议的市场结构是提前一小时的定期双向拍卖。特别是,提出了激励向社区提供能源供应和投资能源储存的市场规则。此外,还引入了一种利用存储设备创造的能源灵活性的交易策略。最后,除了提前一小时的市场之外,我们还将逐分钟平衡作为 CEM 能源交换机制的一部分。引入平衡方法是为了解决供需时间差造成的社区预算赤字。与现有方法类似,拟议的市场可为消费者节省成本,为产消者带来利润,同时将能源供应商的财务收益百分比从 50% 提高到 60-96% 之间(具体取决于社区配置)。此外,市场模型考虑了供需的不确定性,并提出了一种克服社区预算赤字的方法。
摘要 欧盟委员会推动部署能源数字化行动计划 (DoEAP),以开发一个高效、有竞争力的数字能源基础设施和数字能源服务市场,这些市场既安全又可持续。DoEAP 的一个核心方面是能源数据空间的概念。数据交换对于数字能源市场中新兴的能源数据服务至关重要,将帮助供应商和能源服务提供商进行创新,并应对更加分散的能源系统中可再生能源份额的增加。数据包括计量数据、来自家用电器、楼宇自动化、电动汽车充电站或产消者光伏板和逆变器等消费者的数据。相关参与者之间的可用性和及时共享和使用是能源转型的关键。本文件讨论了三个相互关联的关键领域数据交换的主要问题:能源、建筑和移动性;分析重点关注现有的数据格式和数据标准概念,思考如何基于通用数据框架促进不同部门之间的数据共享。介绍了特定部门或跨部门层面的欧洲项目和计划的主要用例,描述了数据交换部署的现状并确定了未来发展的必要行动。
摘要:本文探讨了在太阳能大量利用的社区中,以交易能源方式使用电池储能。我们假设,独立行动的全自动代理(一些配备电池储能)之间的有效市场互动可以节省账单并改善电力流,而无需提前明确优化电力流。使用九个典型住宅生产消费者和一个重载生产消费者的测试设置。重载生产消费者最初会遇到多次欠压违规,并安装了一个 13.5 kWh 电池来缓解该问题。比较了两种配置文件塑造策略。第一种方案使用贪婪控制来最大化自给自足,而第二种方案使用本地市场来实现参与者之间的能源交易,并使用基于规则的交易和管理代理进行控制。结果表明,第一种方案对电力流的改善很小,但第二种方案消除了所有欠压违规的发生。此外,电网的总能源消耗量减少了 24.3%,而注入电网的能源消耗量减少了 39.2%。这导致每个参与者的电费降低,整个社区的电费减少了 16.7%。
