高比例可再生能源電力系統(tǒng)形態(tài)及演化

目錄
“智能電網技術與裝備叢書”序
序一
序二
前言
第一篇 面向中遠期低碳化發(fā)展的能源電力格局及演化機理
第1章 中遠期我國能源格局變化趨勢及特征 3
1.1 能源電力發(fā)展國際形勢 3
1.1.1 低碳化 3
1.1.2 電氣化 4
1.1.3 去中心化 5
1.1.4 數字化 6
1.2 我國能源電力的發(fā)展驅動力 7
1.2.1 核心驅動力及制約因素 7
1.2.2 影響我國電力系統(tǒng)結構形態(tài)的驅動及制約因素分析 11
1.3 能源格局變化趨勢及特征研判 17
1.3.1 能源發(fā)展趨勢 17
1.3.2 能源格局主要特征研判 18
參考文獻 24
第2章 考慮環(huán)境與資源約束的能源電源優(yōu)化規(guī)劃 26
2.1 模型結構 26
2.1.1 考慮環(huán)境與資源約束的能源優(yōu)化規(guī)劃模型 26
2.1.2 考慮技術經濟差異化的電源優(yōu)化規(guī)劃模型 36
2.2 考慮高比例新能源接入下靈活性資源的電源模型 42
2.2.1 可再生能源發(fā)展愿景及面臨的挑戰(zhàn) 42
2.2.2 電源規(guī)劃中靈活性的供需平衡約束 43
2.2.3 考慮靈活性的電源規(guī)劃模型 48
參考文獻 60
第3章 未來電源系統(tǒng)時空動態(tài)演變機理 62
3.1 電源系統(tǒng)形態(tài)演化 62
3.2 電源系統(tǒng)結構演化 66
3.2.1 火電 66
3.2.2 水電 68
3.2.3 核電 69
3.2.4 風電 69
3.2.5 太陽能發(fā)電 70
3.3 基于探索性建模的電源系統(tǒng)時空演化 71
3.3.1 探索性建模方法 71
3.3.2 演化機理分析 72
參考文獻 74
第4章 我國中長期電力典型發(fā)展格局預測 75
4.1 情景一：可再生能源高速發(fā)展情景 75
4.2 情景二：可再生能源中速發(fā)展情景 78
4.3 情景三：可再生能源常規(guī)發(fā)展情景 79
4.4 情景對比分析 81
參考文獻 86
第二篇 廣義負荷特性及其互動耦合機理
第5章 廣義負荷的結構辨識和解析 89
5.1 廣義負荷的內涵及特征 89
5.1.1 廣義負荷的定義 89
5.1.2 廣義負荷典型特征分析 89
5.2 響應電價變化的廣義負荷建模分析 97
5.2.1 基于彈性系數的實時電價對廣義負荷的影響 98
5.2.2 廣義負荷的模態(tài)特征提取與分析 102
5.2.3 響應電價變化的廣義負荷模態(tài)分析 104
5.3 響應可再生能源變化的廣義負荷建模分析 111
5.3.1 廣義負荷形態(tài)研究概述 111
5.3.2 主動負荷與可再生能源的耦合模型及廣義負荷建模方法 113
5.3.3 基于聚類方法的典型模態(tài)提取 116
5.3.4 響應可再生能源變化的廣義負荷模態(tài)分析 118
5.4 考慮溫度與交通情況的電動車充電負荷模擬預測方法 128
5.4.1 車輛出行時空變量及其改進概率模型 129
5.4.2 溫度與交通情況對電動車充電負荷影響分析 130
5.4.3 充電負荷模擬建模 136
5.4.4 典型案例分析 139
參考文獻 147
第6章 廣義負荷響應的動態(tài)關聯特性 151
6.1 廣義負荷影響因素分析 151
6.1.1 基于改進變分模態(tài)分解法的廣義負荷分解 151
6.1.2 基于模態(tài)組合的廣義負荷影響因素解析 157
6.1.3 基于模態(tài)組合的廣義負荷影響因素分析 159
6.2 實時電價對價格型需求響應負荷的影響建模 164
6.2.1 考慮常規(guī)影響因素的基礎負荷 165
6.2.2 基于消費心理學的需求響應負荷模型 169
6.2.3 基于消費心理學的價格型需求響應模型 175
6.2.4 典型算例 176
參考文獻 178
第7章 多時空尺度的負荷曲線形態(tài)演變 179
7.1 我國負荷曲線形態(tài)多時空尺度演變規(guī)律 179
7.1.1 行業(yè)負荷曲線模擬方法 179
7.1.2 行業(yè)負荷特性時空演變規(guī)律 180
7.1.3 行業(yè)負荷曲線形態(tài)預測 192
7.2 長期負荷曲線形態(tài)演變預測 197
7.2.1 Granger因果分析 198
7.2.2 非參數回歸預測方法 200
7.2.3 長期負荷概率預測方法 202
7.2.4 典型案例分析 203
7.3 飽和負荷曲線形態(tài)演變預測 209
7.3.1 基于高斯過程回歸(GPR)的概率預測模型 209
7.3.2 基于改進混沌粒子群算法(MCPSO)的概率預測模型參數優(yōu)化 212
7.3.3 典型案例分析 216
參考文獻 220
第三篇 高比例可再生能源接入的輸配電網結構形態(tài)及演化模式
第8章 未來輸配電系統(tǒng)結構形態(tài)的關鍵影響因素分析 223
8.1 輸電網發(fā)展歷程及相關因素 223
8.1.1 輸電網發(fā)展歷程 223
8.1.2 影響電網形態(tài)的關鍵因素分析 230
8.2 配電網發(fā)展歷程及相關因素分析 233
8.2.1 配電網發(fā)展歷程 233
8.2.2 未來配電網形態(tài)發(fā)展的相關因素分析 235
參考文獻 236
第9章 高比例可再生能源集群送出的輸電網結構形態(tài) 237
9.1 輸電網典型結構形態(tài)及對可再生能源的適應性分析 237
9.1.1 輸電網典型結構 237
9.1.2 典型結構對可再生能源的適應性分析 248
9.2 未來輸電網結構形態(tài)分析 259
9.2.1 高比例可再生能源下輸電網問題現狀 259
9.2.2 電網形態(tài)發(fā)展分析方法 268
9.3 輸電網結構典型案例 272
9.3.1 西北電網標準算例系統(tǒng) 272
9.3.2 典型場景：交直流電網形態(tài) 287
參考文獻 293
第10章 高滲透率可再生能源和儲能靈活接入的配電網形態(tài)特性 295
10.1 配電網典型形態(tài)及對比分析 295
10.1.1 典型拓撲結構形態(tài)與對比分析 295
10.1.2 典型微網組建形態(tài)與對比分析 296
10.2 未來配電網形態(tài)分析 299
10.2.1 高比例新能源與電力電子化背景下配電網的適應性轉變 299
10.2.2 交流、直流與交直流混聯配電網投資與運行對比分析 300
10.2.3 多種靈活調節(jié)資源的協調優(yōu)化調度 305
10.3 配電網形態(tài)研究典型案例 311
10.3.1 交直流配電網拓撲形態(tài)演化案例 311
10.3.2 靈活調節(jié)資源協調運行案例 314
參考文獻 320
第11章 高比例可再生能源的輸配電網協同接入及優(yōu)化配比 321
11.1 可再生能源優(yōu)化配比模型 321
11.1.1 可再生能源優(yōu)化配比模型概述 322
11.1.2 輸配電網協同背景下的可再生能源優(yōu)化配比模型 324
11.1.3 高比例可再生能源并網及輸配電網協同背景下的可再生能源
優(yōu)化配比模型 326
11.2 基于Benders分解的優(yōu)化配比模型求解方法 330
11.2.1 Benders分解算法簡介 331
11.2.2 Benders分解內嵌異質分解算法 332
11.3 算例分析 338
11.3.1 算例概述 338
11.3.2 可再生能源容量優(yōu)化分配效果分析 339
11.3.3 輸配電網協同優(yōu)化分配效果分析 344
參考文獻 348