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需求灵活性:量化方法、模型及所需数据的综述

原标题:Demand Flexibility: A Review of Quantification Methods, Models, and Required Data

Morgan M. ShepherdSalman Mohagheghi

Applied Sciences (2024)

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5

关键词

能源需求灵活性
研究趋势
量化灵活性
建筑特性
用电需求
温度
技术特性
统计模型
优化
模拟

摘要

随着可再生能源越来越多地融入我们的电力供应,由于这些资源的间歇性特征,确保可靠性和安全性变得更加具有挑战性。随着建筑电气化和各方面技术的进步,建筑行业预计将在减少排放的同时支持电网需求方面发挥关键作用。建筑物及其内部负载可以通过需求灵活性、负载转移和削减电力负载等方式为电网提供资源。这一关键资源作为提高电网可靠性和降低系统成本的工具,受到了研究人员、建筑运营商、电力公司、政策制定者和系统运营商的越来越多的关注。然而,在增加对需求灵活性的依赖之前,需要更好地了解其可用性,以指导规划工作。本文包括对当前用于建模向客户提供的电力可用灵活性的方法和数据的文献综述。该综述还总结了需求灵活性的定义和量化方式,以帮助指导该领域未来的研究。综述结果展示了该研究领域的多样性以及研究人员为解决这一复杂问题所采用的创新方法。

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这篇论文的主要目标是总结和分析关于能源需求灵活性的现有研究趋势。通过对现有文献的系统回顾,作者希望为未来的研究提供指导,促进标准化,并为未来的工作方向提供信息。以下是论文的主要内容和结构:

1. 引言

论文首先介绍了需求灵活性的重要性,尤其是在电网运营中。随着建筑管理者、电力公司、政策制定者和系统运营商对需求灵活性兴趣的增加,研究的重点从操作可行性转向了量化建筑的灵活性潜力。这种转变促使研究人员采用多种技术来评估不同部门的灵活性,但缺乏标准化和一致性。

2. 研究方法

论文采用了文献回顾的方法,通过在Web of Science平台上进行数据库查询,筛选出符合主题的研究。研究的范围包括住宅、商业和工业部门,涵盖从单个建筑到整个电网的不同聚合水平。搜索结果经过筛选,最终纳入了64项研究。研究的选择标准是论文的标题和摘要明确表示其目标是量化建筑内电力资源的需求侧灵活性。

3. 结果分析

3.1 定义和指标

论文详细回顾了不同研究中使用的定义、指标、方法和数据输入。这些研究在分析的细粒度、包含的设备、使用的指标、研究的部门和考虑的用例方面存在差异。

3.2 数据输入

研究中常用的数据类型包括需求数据、天气/气候数据、建筑特征和技术特征。需求数据是最常用的,通常与其他数据源结合使用,以开发负载曲线和识别存在的终端用途。

3.3 部门焦点

研究涵盖了住宅、商业和工业部门。住宅部门是28项研究的重点,商业部门有13项研究,而9项研究专注于工业应用。某些研究同时分析了两个或所有三个部门。

4. 讨论

4.1 应用和政策影响

通过量化需求侧灵活性,政策制定者可以制定更有效的政策,支持或要求在所有需求部门中整合灵活性。电网运营商可以利用这些技术来支持灵活性在能源市场中的整合。

4.2 研究空白和未来方向

论文指出了几个主要的研究空白和机会,包括高级数据驱动方法的应用、工业灵活性潜力的研究不足、数据的可用性和可访问性问题,以及对人类行为或公平性的考虑不足

5. 结论

论文总结了需求灵活性研究的现状,强调了标准化和一致性的重要性。通过识别研究空白和未来的研究方向,作者希望推动该领域的发展。

术语解释

  • 需求灵活性:指电力用户根据电网需求调整其电力消耗的能力。
  • 需求响应(DR):一种电力管理策略,通过激励措施鼓励用户在电力需求高峰期减少或转移其电力使用。
  • 非侵入式负载监测:一种技术,通过分析总电力消耗数据来识别和监测单个设备的使用情况。

这篇论文通过系统回顾现有文献,提供了关于能源需求灵活性研究的全面视角,识别了当前研究的趋势、方法和空白,为未来的研究提供了重要的指导。

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