现阶段,能源短缺和环境保护问题日益凸显,可再生能源投入电网比例逐年提升。但由于以风光为代表的可再生能源具有较强的随机性、波动性与间歇性,接入电网后会对电能质量、电力供需平衡及电力系统安全性带来较大挑战。另一方面,随着电力系统用户负荷日趋多样化和规模化,具有良好互动调节特性的可调、可控负荷占比稳步增加。此外,随着通信和控制技术不断升级,需求侧可控柔性负荷比例也逐渐提升。主动配电网(Active Distribution Network,ADN)的核心技术之一就是合理利用需求侧可控负荷(demand side controllable load)资源,实现与可再生能源的协同配合,为电网提供波动平抑、负荷跟踪等多种辅助服务。本文围绕需求侧可控负荷参与可再生能源集成相关技术开展研究,涉及需求侧可控负荷建模、调控及参与电网辅助服务等方面。具体工作如下:(1)研究了“自下而上”的典型需求侧可控负荷机理建模方法,考虑可控负荷的物理动态机理(热力学、充放电特性等)、用户用电特性等各方面因素影响,对典型需求侧可控负荷进行动态机理建模,并建立相应的热电或“电能-化学能”耦合模型,可反映负荷调控过程中需求侧可控负荷“非电量”和“电量”的相互转化关系。进一步,将该方法应用于三种典型需求侧可控负荷:电热泵(heat pump)、中央空调(central air conditioning)和电动汽车(electric vehicle),分别构建了三种需求侧可控负荷机理模型。“自下而上”的建模方法,为进一步设计负荷调控策略和需求侧可控负荷参与可再生能源集成,提供了模型支持。(2)基于通用参数序列化负荷控制策略,对电热泵、电动汽车、中央空调三种需求侧可控负荷进行了讨论,选取和制定了相应的调控方案:(1)电热泵:采用室内温度作为排序指标,选取基于温度优先序列的电热泵控制策略,实现了负荷的统一调控;(2)电动汽车:采用能量状态作为排序指标,选取基于能量状态优先队列控制方法,实现了对电动汽车的有效调控;(3)中央空调:以主机为研究对象,采用负载率作为排序指标,并制定了一种基于参数序列化的中央空调变负载率调节控制策略,避免了传统方法需要对机组频繁启停的弊端。通过多个算例分析,验证了所提方法的合理性与有效性。(3)提出了一种面向“可再生能源-配电网络-需求侧可控负荷”互动,基于区域信息的主动配电网分层协同调控框架。其上层采用配电网潮流追踪(Distribution Power Flow Tracing,DPFT)算法,实现了一种新的主动配电网区域集群需求响应优化控制策略。配电网潮流追踪算法基于配网潮流信息,充分考虑到“源-网-荷”耦合特性,确定与可再生能源关联紧密的负荷区域,并做有效的功率波动分配。下层在考虑电网、不同受益方利益和区域负荷控制成本的前提下,实现了多种需求侧可控负荷的最优响应,可实现平抑主动配电网联络线功率的目的。