内嵌调节目标的分布式能源调节能力分层分类聚合方法

杨宜龙; 范帅; 蔡思烨; 顾小旭; 黄任可; 何光宇

doi:10.7500/AEPS20240723002

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内嵌调节目标的分布式能源调节能力分层分类聚合方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 内嵌调节目标的分布式能源调节能力分层分类聚合方法
- Hierarchical and Classified Aggregation Method with Embedded Regulation Targets for Regulation Capability of Distributed Energy Resources
- 电力系统自动化 2025年49卷第9期页码：84-95
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  2.上海非碳基能源转换与利用研究院，上海市 200240
  3.国网上海嘉定供电公司，上海市 201800
  4.上海交通大学溥渊未来技术学院，上海市 200240
- 作者简介：
  
  杨宜龙(2000—)，男，硕士研究生，主要研究方向：虚拟电厂、需求调度。E-mail：yang1l@sjtu.edu.cn
  范帅(1993—)，男，通信作者，博士，主要研究方向：需求响应、虚拟电厂。E-mail：fanshuai@sjtu.edu.cn
  蔡思烨(1996—)，女，硕士，工程师，主要研究方向：电力调控运行。E-mail：sia_cai@163.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB1507100)
- DOI：10.7500/AEPS20240723002
  中图分类号：
- 收稿：2024-07-23，
  
  修回：2024-12-11，
  
  网络出版：2025-01-23，
  
  纸质出版：2025-05-10
- 稿件说明：
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杨宜龙,范帅,蔡思烨等.内嵌调节目标的分布式能源调节能力分层分类聚合方法[J].电力系统自动化,2025,49(9):84-95.

YANG Yilong,FAN Shuai,CAI Siye,et al.Hierarchical and Classified Aggregation Method with Embedded Regulation Targets for Regulation Capability of Distributed Energy Resources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(9):84-95.
杨宜龙,范帅,蔡思烨等.内嵌调节目标的分布式能源调节能力分层分类聚合方法[J].电力系统自动化,2025,49(9):84-95. DOI： 10.7500/AEPS20240723002.

YANG Yilong,FAN Shuai,CAI Siye,et al.Hierarchical and Classified Aggregation Method with Embedded Regulation Targets for Regulation Capability of Distributed Energy Resources[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(9):84-95. DOI： 10.7500/AEPS20240723002.

摘要

挖掘并聚合需求侧分布式能源(DER)调节能力是实现新型电力系统源荷双侧互动的重要基础。现有研究多采用通用模型去表征不同类型、不同网络层级DER的聚合调节能力，由于未将调节目标纳入聚合过程的考虑范畴，难以达到较高的求解效率和精确度，甚至可能造成调节范围的保守估计或部分不可达成，制约了DER在实际调度中的有效利用。为此，文章提出内嵌调节目标的DER调节能力分层分类聚合方法。首先，针对同类资源，采用基于相似多面体的内逼近法完成聚合。其次，针对不同类资源，通过引入目标形状约束来表征聚合后输出功率的时间耦合特性，构建沿目标曲线向量聚合的优化模型，实现目标方向上聚合精度的最优化。此外，为处理跨节点聚合的场景，采用基于二阶锥松弛的潮流模型以满足网络约束。最后，数值实验结果表明，所提方法相较于传统聚合方法，能够显著提高计算效率，并提升不同类及不同节点资源聚合的准确性，同时保障聚合结果的实际可执行率。

Abstract

Exploiting and aggregating the regulation capability of the demand-side distributed energy resources (DERs) is an important basis for realizing the interaction between source and load in new power system. Existing research typically uses generic models to characterize the aggregated regulation capabilities of different types of DERs at different network levels. Since the regulation targets are not included during aggregation process

it is difficult to achieve high solution efficiency and accuracy

and may even result in conservative estimation of regulation ranges or partially unachievable outcomes

limiting the effective utilization of DERs in the actual scheduling. Therefore

a hierarchical and classified aggregation method with embedded regulation targets for regulation capability of DERs is proposed. Firstly

for the same type of resources

an inner approximation method based on similar polyhedra is adopted to complete the aggregation. Secondly

for different types of resources

the time-coupling characteristics of the aggregated output power are characterized by introducing the target shape constraint

and the optimization model of vector aggregation along the target curve is constructed to achieve the optimization of the aggregation accuracy in the target direction. In addition

to address cross-node aggregation scenarios

a power flow model based on the second-order cone relaxation is employed to satisfy the network constraints. Finally

numerical experiment results demonstrate that

compared with the traditional aggregation methods

the proposed method can significantly improve computational efficiency and enhance the accuracy of aggregation for different types and nodes of resources

while ensuring the practical executability of aggregation results.

关键词

Keywords

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