Fast Decision-making Method for Load Management of Large-scale Flexible Resources for Emergency Demand Response

KONG Xiangyu; YANG Zhiduan; SUN Yuce; CHENG Baohua; DUAN Meimei

doi:10.7500/AEPS20240403001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Fast Decision-making Method for Load Management of Large-scale Flexible Resources for Emergency Demand Response

Engineering Application | 更新时间：2025-06-16

- Fast Decision-making Method for Load Management of Large-scale Flexible Resources for Emergency Demand Response
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 24, Pages: 174-183(2024)
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  2.国网天津市电力公司营销服务中心，天津市 300010
  3.国网江苏省电力有限公司营销服务中心，江苏省南京市 210019
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5108-202218280A-2-0-XG)
- DOI：10.7500/AEPS20240403001
  CLC：
- Received：03 April 2024，
  
  Revised：2024-06-03，
  
  Published Online：13 July 2024，
  
  Published：25 December 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
孔祥玉,杨至端,孙裕策等.面向紧急需求响应的规模化灵活资源负荷管理快速决策方法[J].电力系统自动化,2024,48(24):174-183.

KONG Xiangyu,YANG Zhiduan,SUN Yuce,et al.Fast Decision-making Method for Load Management of Large-scale Flexible Resources for Emergency Demand Response[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):174-183.
孔祥玉,杨至端,孙裕策等.面向紧急需求响应的规模化灵活资源负荷管理快速决策方法[J].电力系统自动化,2024,48(24):174-183. DOI： 10.7500/AEPS20240403001.

KONG Xiangyu,YANG Zhiduan,SUN Yuce,et al.Fast Decision-making Method for Load Management of Large-scale Flexible Resources for Emergency Demand Response[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):174-183. DOI： 10.7500/AEPS20240403001.

摘要

规模化负荷侧的灵活资源逐步优化传统切机、切负荷手段参与电力系统功率缺额事故下的紧急安全控制成为新型电力系统的建设方向与趋势。针对规模化灵活资源参与紧急需求响应（EDR）的问题，提出了基于分层分布式共识算法的规模化灵活资源负荷管理快速决策方法。首先，提出了适配规模化灵活资源参与EDR的分层分区聚合架构；其次，对灵活资源参与EDR的功率分配模型进行了建模，并提出了基于分层分布式共识算法的快速决策方法，对功率分配模型进行快速求解，以满足EDR实时性的需求，在保证较高精度的前提下提高了决策速度。仿真算例验证了所提方法的有效性与优越性。

Abstract

Large-scale flexible resources at the load side gradually optimize traditional methods of machine and load cutting to participate in emergency safety control under power shortage accidents in the power system

which is becoming the construction direction and trend for new power systems. Aiming at the problem of large-scale flexible resources participating in emergency demand response (EDR)

a fast decision-making method for load management of large-scale flexible resources is proposed based on the hierarchical distributed consensus algorithm. Firstly

a hierarchical partition aggregation architecture that adapts to large-scale flexible resources to participate in EDR is proposed. Secondly

the power allocation model of flexible resources participating in EDR is modified

and a fast decision-making method based on the hierarchical distributed consensus algorithm is proposed

which can rapidly solve the power allocation model to meet the real-time requirements of the EDR. The proposed algorithm improves decision-making speed while ensuring relatively high accuracy. Simulation cases verify the effectiveness and superiority of the proposed method.

关键词

Keywords

references

刘振亚 . 全球能源互联网跨国跨洲互联研究及展望［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 19 ）： 5103 - 5110 .

LIU Zhenya . Research of global clean energy resource and power grid interconnection ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 19 ）： 5103 - 5110 .

许涛，励刚，于钊，等 . 多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 8 ）： 98 - 104 .

XU Tao ， LI Gang ， YU Zhao ， et al . Design and application of emergency coordination control system for multi-infeed HVDC receiving-end system coping with frequency stability problem ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 8 ）： 98 - 104 .

李琳，罗剑波，周霞，等 . 基于风险管理的过载切负荷策略制定［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 3 ）： 821 - 826 .

LI Lin ， LUO Jianbo ， ZHOU Xia ， et al . Risk management-based drafting of overload load shedding strategy ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 3 ）： 821 - 826 .

陈心宜，胡秦然，石庆鑫，等 . 新型电力系统居民分布式资源管理综述［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 5 ）： 157 - 175 .

CHEN Xinyi ， HU Qinran ， SHI Qingxin ， et al . Review on residential distributed energy resource management in new power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 5 ）： 157 - 175 .

康重庆，陈启鑫，苏剑，等 . 新型电力系统规模化灵活资源虚拟电厂科学问题与研究框架［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

KANG Chongqing ， CHEN Qixin ， SU Jian ， et al . Scientific problems and research framework of virtual power plant with enormous flexible distributed energy resources in new power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 3 - 14 .

徐俊俊，陈洪凯，张腾飞，等 . 需求响应视角下有源配电网分层分区切负荷方法［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 7 ）： 244 - 252 .

XU Junjun ， CHEN Hongkai ， ZHANG Tengfei ， et al . Hierarchical and partitioned load shedding method of active distribution network in demand response perspective ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 7 ）： 244 - 252 .

王路平，李浩志，谢小荣 . 提高短期频率稳定性的紧急需求响应分散协调控制方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3462 - 3470 .

WANG Luping ， LI Haozhi ， XIE Xiaorong . A decentralized and coordinated control of emergency demand response to improve short-term frequency stability ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3462 - 3470 .

WANG Y S ， ZHANG F ， CHI C ， et al . A market-oriented incentive mechanism for emergency demand response in colocation data centers ［J］. Sustainable Computing： Informatics and Systems ， 2019 ， 22 ： 13 - 25 .

LEE Y C ， HSU H W ， CHANG Y C ， et al . Constructing a （fair） load-reduction emergency demand response program： a fee-and-rebate pricing mechanism ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2023 ， 147 ： 108831 .

邱星宇，吴毓峰，王梓耀，等 . 计及并离网频率约束的微电网容量优化配置方法［J］. 电力系统保护与控制， 2023 ， 51 （ 21 ）： 166 - 177 .

QIU Xingyu ， WU Yufeng ， WANG Ziyao ， et al . Optimal configuration method of microgrid capacity considering grid connection and islanding frequency constraints ［J］. Power System Protection and Control ， 2023 ， 51 （ 21 ）： 166 - 177 .

李彬，陈京生，李德智，等 . 我国实施大规模需求响应的关键问题剖析与展望［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 2 ）： 694 - 704 .

LI Bin ， CHEN Jingsheng ， LI Dezhi ， et al . Analysis and prospect of key issues in China’s demand response for further large scale implementation ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 2 ）： 694 - 704 .

董联鑫，范帅，王治华，等 . 大规模变频空调的可信聚合优化与自适应分散协调方法［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 16 ）： 109 - 122 .

DONG Lianxin ， FAN Shuai ， WANG Zhihua ， et al . Credible aggregation optimization and adaptive decentralized coordination method for large-scale inverter air conditioning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 16 ）： 109 - 122 .

陶苏朦，王琦，赵奇，等 . 大功率缺失下频率响应负荷聚合建模与分散控制方法［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 2 ）： 182 - 188 .

TAO Sumeng ， WANG Qi ， ZHAO Qi ， et al . Aggregation modeling and decentralized control method of frequency response load under severe power shortage ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 2 ）： 182 - 188 .

XIANG Y M ， YI Z H ， LU X ， et al . Distributed frequency emergency control with coordinated edge intelligence ［J］. Electric Power Systems Research ， 2021 ， 199 ： 107448 .

王之伟，徐春雷，黄俊辉，等 . 基于智能边缘计算的分布式紧急频率调节控制方法［J］. 电力需求侧管理， 2021 ， 23 （ 4 ）： 62 - 66 .

WANG Zhiwei ， XU Chunlei ， HUANG Junhui ， et al . Distributed frequency emergency control with coordinated edge intelligence ［J］. Power Demand Side Management ， 2021 ， 23 （ 4 ）： 62 - 66 .

TRAN N H ， PHAM C ， NGUYEN M N H ， et al . Incentivizing energy reduction for emergency demand response in multi-tenant mixed-use buildings ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 4 ）： 3701 - 3715 .

LUNDSTROM B ， PATEL S ， SALAPAKA M V . Distribution feeder-scale fast frequency response via optimal coordination of net-load resources： Part Ⅰ solution design ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 2 ）： 1289 - 1302 .

KONG X Y ， SUN Y C ， AHMAD KHAN M ， et al . Cyber-physical system planning for VPPs supporting frequency regulation considering hierarchical control and multidimensional uncertainties ［J］. Applied Energy ， 2024 ， 353 ： 122104 .

YIN L F ， SUN Z X . Multi-layer distributed multi-objective consensus algorithm for multi-objective economic dispatch of large-scale multi-area interconnected power systems ［J］. Applied Energy ， 2021 ， 300 ： 117391 .

CHEN X ， DALL’ANESE E ， ZHAO C H ， et al . Aggregate power flexibility in unbalanced distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 258 - 269 .

CHEN X ， LI N . Leveraging two-stage adaptive robust optimization for power flexibility aggregation ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 5 ）： 3954 - 3965 .

孔祥玉，刘超，陈宋宋，等 . 考虑动态过程的可调资源集群多时间节点响应潜力评估方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 18 ）： 55 - 64 .

KONG Xiangyu ， LIU Chao ， CHEN Songsong ， et al . Assessment method for multi-time-node response potential of adjustable resource cluster considering dynamic process ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 18 ）： 55 - 64 .

孔祥玉，刘超，王成山，等 . 基于深度子领域自适应的需求响应潜力评估方法［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 16 ）： 5786 - 5797 .

KONG Xiangyu ， LIU Chao ， WANG Chengshan ， et al . Demand response potential assessment method based on deep subdomain adaptation network ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 16 ）： 5786 - 5797 .

王蓓蓓，胡晓青，顾伟扬，等 . 分层控制架构下大规模空调负荷参与调峰的分散式协同控制策略［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 12 ）： 3514 - 3528 .

WANG Beibei ， HU Xiaoqing ， GU Weiyang ， et al . Hierarchical control architecture and decentralized cooperative control strategy for large scale air conditioning load participating in peak load regulation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 12 ）： 3514 - 3528 .

刘雨佳，樊艳芳，白雪岩，等 . 基于优化计算型区块链系统的虚拟电厂模型与调度策略［J］. 电工技术学报， 2023 ， 38 （ 15 ）： 4178 - 4191 .

LIU Yujia ， FAN Yanfang ， BAI Xueyan ， et al . Virtual power plant model and scheduling strategy based on optimized computing block-chain system ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2023 ， 38 （ 15 ）： 4178 - 4191 .

任建锋，颜云松，罗剑波，等 . 毫秒级精准负荷控制系统设计与工程应用［J］. 电力工程技术， 2018 ， 37 （ 1 ）： 45 - 50 .

REN Jianfeng ， YAN Yunsong ， LUO Jianbo ， et al . The design of millisecond-level precisive load control system and engineering application ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2018 ， 37 （ 1 ）： 45 - 50 .

许朝阳，阮文骏，肖楚鹏，等 . 支撑负荷侧资源柔性调控的新型电力负荷管理系统研究［J］. 电力需求侧管理， 2022 ， 24 （ 5 ）： 8 - 14 .

XU Zhaoyang ， RUAN Wenjun ， XIAO Chupeng ， et al . A new power load management system supporting flexible regulation of load-side resources ［J］. Power Demand Side Management ， 2022 ， 24 （ 5 ）： 8 - 14 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Transient Frequency Safety Assessment Based on Independent Spatial-temporal Feature Extraction and Grouped Enhancement

Marginal Carbon Emission Factors in Multiple Time Periods and Analysis of Their Uncertainties

Review on Technologies and Applications of Numerical Weather Prediction for New Power System

Related Author

KONG Xiangyu

YANG Zhiduan

SUN Yuce

WANG Delin

TIAN Hongxun

LUO Zhiqiang

ZOU Peng

WAN Jun

Related Institution

Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education(Tianjin University)

State Grid Corporation of China

State Grid Shanxi Electric Power Company

Research Institute for New Power System Markets of Shanxi

State Key Laboratory of Power Transmission Equipment Technology (Chongqing University)

⁰