刘念课题组在光伏用户群能量优化调控研究领域取得进展

摘要：分布式光伏发电系统在用户侧发展迅速，逐渐形成了由一定数量光伏用户组成的“光伏用户群”。其中，光伏用户是具有发电和用电二元角色的“产消者”（Prosumer）。在分布式光伏高比例接入配电网的场景下，其间歇性和随机性特点也对配电网运行产生了极大的负面影响。如何通过产消者之间P2P(Peer-to-Peer)市场化措施与用户侧能量管理技术，实现对光伏用户群的有序调控，最大化分布式光伏消纳，

分布式光伏发电系统在用户侧发展迅速，逐渐形成了由一定数量光伏用户组成的“光伏用户群”。其中，光伏用户是具有发电和用电二元角色的“产消者”（Prosumer）。在分布式光伏高比例接入配电网的场景下，其间歇性和随机性特点也对配电网运行产生了极大的负面影响。如何通过产消者之间P2P (Peer-to-Peer)市场化措施与用户侧能量管理技术，实现对光伏用户群的有序调控，最大化分布式光伏消纳，是配用电系统优化运行的热点问题。

刘念教授课题组从2016年开始，围绕这一问题开展了前沿性研究，构建了光伏用户群在P2P能量共享模式下的对等和主从框架，在本领域国际顶级期刊上发表高水平论文17篇（代表作IEEE Transactionson Power System，2017，pp：3569-3583，他引419次；IEEE Transactions Industrial Informatics，2017，pp：1088-1098，他引170次）。近期，在国家自然科学基金项目的资助下，从配网重构、电压控制、用户社会性建模等多个方面开展了拓展性工作，成果发表在Applied Energy, IEEE Transactions on Power System,IEEE Transactions on Smart Grid等国际顶级期刊上。

一是考虑配电网重构与P2P能量共享的交互作用，将产消者P2P能量共享过程中产生的网损过高、功率越限、电压波动等问题引入到优化模型中，在产消者优化P2P功率时，配电运营商执行配网动态重构，促进分布式光伏消纳的同时，实现配电网优化运行。二是在产消者P2P能量共享过程中实现电压控制，利用分布式光伏逆变器的有功无功耦合特性，将无功容量用于配电网的电压调节，减少了无功补偿装置的投放量，降低了电压调节的成本。三是考虑产消者参与P2P能量共享决策时存在的主观社会属性，通过时空图卷积网络，实现对用户主观社会调查数据和客观计量数据的有机融合，量化产消者在优化决策时的主观概率，并提出了基于随机博弈论的P2P能量优化方法，提升了产消者P2P能量共享决策过程的合理性。