电力需求侧资源聚合响应理论与技术

本书从技术角度系统性地介绍了作者团队近年来在电力需求侧资源聚合响应技术领域的研究成果。书中介绍了电力需求响应的背景、基本原理以及需求侧资源的分类与响应特性，分析了需求侧资源聚合响应的商业模式，对需求响应聚合商优化运营过程中涉及的一系列关键技术(包括资源潜力评估、预测支撑技术、优化调控技术、市场交易策略、基线负荷估计等)进行了详细介绍，从技术落地角度对需求侧资源聚合响应实验测试平台与示范应用系统进行了探究。本书可供能源电力领域、政府和企事业单位对电力需求响应技术感兴趣的管理人员、研究人员、工程师和广大从业者参考，也可作为高校本科生和研究生的参考书籍。

前言
第1章电力需求侧资源聚合响应概述1
1.1研究背景与意义1
1.2需求响应的概念与分类3
1.3需求侧资源聚合商4
1.3.1分布式电源5
1.3.2柔性负荷5
1.3.3分布式储能装置5
1.4国内外研究现状6
1.4.1DR发展史6
1.4.2需求响应示范应用8
1.5本章小结10
参考文献10
第2章需求侧资源的概念、分类与聚合响应特性14
2.1需求侧资源的概念与分类14
2.2需求侧资源响应特性15
2.2.1电储冷装置的响应特性15
2.2.2电储热装置的响应特性16
2.2.3空调的响应特性18
2.2.4电热水器的响应特性19
2.2.5电池储能的响应特性22
2.2.6电动汽车的响应特性22
2.3需求侧资源聚合特性23
2.3.1需求侧资源聚合方法23
2.3.2同类需求侧资源聚合特性25
2.3.3多元需求侧资源聚合特性30
2.4本章小结42
参考文献42
第3章需求侧资源聚合响应的商业模式44
3.1聚合商的商业运营模式与基本业务框架44
3.1.1客户画像45
3.1.2基础信息预测46
3.1.3市场交易49
3.1.4补偿结算52
3.2聚合商与其他市场主体之间的关系53
3.2.1与用户之间的关系53
3.2.2与售电公司的关系55
3.2.3与配电系统运营商的关系55
3.2.4与独立系统运营商的关系56
3.3国内外需求侧资源聚合商实例57
3.3.1国外发展情况57
3.3.2国内发展情况60
3.4本章小结61
参考文献62
第4章需求侧资源响应潜力的分析与评估65
4.1多元用户复杂负荷模式分析65
4.1.1概述65
4.1.2两阶段负荷模式聚类方法66
4.1.3算例分析74
4.2分时电价项目下负荷削峰潜力量化与影响因素挖掘79
4.2.1概述79
4.2.2数据集介绍80
4.2.3分时电价项目下负荷削峰效果的影响因子识别81
4.2.4算例分析89
4.3数据驱动的客户画像技术及其应用104
4.3.1概述104
4.3.2基于半监督学习的客户画像识别模型105
4.3.3算例分析117
4.3.4客户画像的应用119
4.4本章小结121
参考文献121
第5章需求侧资源聚合响应优化决策的预测支撑技术123
5.1电力市场日前电价预测123
5.1.1概述123
5.1.2基于日模式预测的日前电价预测分类建模方法123
5.1.3WVM的优化算法和可信度检查方法126
5.1.4仿真与分析130
5.2区域电网负荷与售电商电量的预测134
5.2.1概述134
5.2.2基于分解-累加原理和多步预测策略的月度用电量预测136
5.2.3基于自编码神经网络的月度用电量多步预测140
5.2.4仿真与分析145
5.3需求侧资源聚合商的可调度容量预测152
5.3.1概述152
5.3.2可调度容量预测模型153
5.3.3仿真与分析157
5.4本章小结165
参考文献165
第6章需求侧资源聚合主体参与电力系统运行的优化调控策略166
6.1分布式储能聚合主体参与电网调峰辅助服务的优化调控策略166
6.1.1分布式储能聚合主体的概念、系统架构和交易方式166
6.1.2分布式储能聚合主体参与调峰辅助服务策略研究169
6.1.3分布式储能聚合主体参与调峰辅助服务策略仿真验证179
6.2电动汽车聚合主体参与电网备用辅助服务的优化调控策略189
6.2.1电动汽车聚合主体提供备用服务的市场架构189
6.2.2电动汽车聚合主体备用服务能力分析197
6.2.3电动汽车聚合主体提供备用的调度策略研究199
6.2.4基于双重激励机制的EVAE提供备用的调度策略仿真验证208
6.3温控负荷聚合主体参与负荷跟踪辅助服务的调控方法219
6.3.1集群温控负荷模型构建219
6.3.2基于分解递推最小二乘法的聚合温控负荷参数辨识方法225
6.3.3聚合温控负荷功率跟踪控制方法227
6.3.4聚合温控负荷参与负荷跟踪仿真验证229
6.4本章小结231
参考文献231
第7章需求侧资源聚合商参与电力市场交易的优化决策方法233
7.1聚合商参与电力批发市场交易的很优投标策略233
7.1.1概述233
7.1.2无DR投标模型234
7.1.3有DR投标模型235
7.1.4补偿机制设计239
7.1.5算例分析241
7.2聚合商在电力零售市场中的很优定价策略247
7.2.1概述247
7.2.2双层互动决策框架247
7.2.3互动响应决策模型248
7.2.4算例分析253
7.3聚合商参与两级电力市场运营交互研究258
7.3.1概述258
7.3.2双层互动决策框架258
7.3.3三层交互决策模型260
7.3.4算例分析273
7.4本章小结281
参考文献282
第8章需求响应基线负荷估计284
8.1需求响应基线负荷估计概述284
8.1.1基线负荷的基本概念284
8.1.2现有基线负荷估计方法介绍285
8.2个体用户的基线负荷估计方法286
8.2.1基本思路286
8.2.2负荷模式聚类288
8.2.3同步模式匹配288
8.2.4很优组合估计289
8.2.5仿真结果分析292
8.2.6讨论298
8.3含分布式光伏的个体用户基线负荷估计方法302
8.3.1概述302
8.3.2单个分布式光伏容量及出力估计303
8.3.3基于“光伏-负荷”解耦的基线负荷估计方法310
8.3.4仿真结果分析312
8.3.5讨论315
8.4含高渗透分布式光伏的用户集群基线负荷估计方法317
8.4.1概述317
8.4.2光伏出力和用户负荷的很优解耦318
8.4.3高渗透率分布式光伏下用户集群基线负荷估计方法323
8.4.4仿真结果分析325
8.4.5讨论329
8.5本章小结332
参考文献334
第9章需求侧资源聚合响应能量管理系统335
9.1平台基本架构335
9.1.1硬件部署架构335
9.1.2软件模块架构337
9.1.3信息通信架构338
9.2系统功能介绍340
9.2.1系统首页模块340
9.2.2计划管理模块341
9.2.3调控信息模块341
9.2.4资源管理模块342
9.2.5效益分析模块343
9.3用户端APP功能介绍344
9.3.1APP主页模块344
9.3.2资源响应模块345
9.3.3负荷状态模块346
9.3.4收益统计模块346
9.3.5历史响应模块346
9.3.6合同类型模块347
9.3.7用户统计页面347
9.4采集信息模型及关键技术验证348
9.4.1数据采集模型348
9.4.2负荷可调潜力分析结果352
9.5本章小结352