研究论文

公共访问

通过激励小负荷转移实现分布式储能

作者:

斯里尼瓦桑艾扬格,

阿迪蒂亚米什拉,

Prashant公司谢诺伊，以及

Ye（是）徐作者信息和声明

ACM网络物理系统事务,体积1,发行2

文章编号：10，页数1-30

https://doi.org/10.1145/3015663

出版:2017年2月20日出版历史

PDF格式电子阅读器

摘要

降低峰值需求和实现可再生能源的高渗透率是实现智能电网的重要目标。为了减少峰值需求，公用事业正在引入可变电价，以激励消费者手动将需求转向低价期。消费者也可以使用储能功能，通过在低价时段储能，以在高价时段使用，从而自动转移需求。不幸的是，可变费率定价仅为分布式能源存储提供了微弱的激励，并没有促进其大规模采用。在本文中，我们提出了存储采用困境，以解决使用可变价格激励能源存储的问题。

为了解决这个问题，我们提出了一个简单的定价方案，称为统一电价这激励消费者转移少量负荷以平抑需求，而不是将尽可能多的用电量转移到低价、非高峰时段。我们表明，与可变费率定价相比，平功率定价（i）降低了消费者的前期资本成本，因为它要求每个消费者的存储容量大大减少；（ii）增加储能的投资回报，因为它减少了搭便车现象，并保持了大规模使用储能的动机；以及（iii）使用最佳集中方法31%以内的总存储容量。此外，与可变费率定价不同，我们还表明，平功率定价激励弹性背景负荷的调度，如空调和加热器，以减少峰值需求。我们使用来自一个小镇14000户家庭的真实智能电表数据来评估我们的方法。

工具书类

[1]

S.Barker、A.Mishra、D.Irwin、E.Cecchet、P.Shenoy和J.Albrecht。2012年a。聪明^*：一个开放的数据集和工具，用于支持可持续家庭的研究。2012年SustKDD会议记录（SustKDD'12）。

[2]

Sean Barker、Aditya Mishra、David Irwin、Prashant Shenoy和Jeannie Albrecht。2012年b。Smartcap：平抑智能家庭的峰值电力需求。2012年PerCom会议记录（PerCom'12）。

[3]

H.Bindner、T.Cronin、P.Lundsager、J.Manwell、U.Abdulwahid和I.Baring-Gould。2005.铅酸蓄电池的寿命建模。技术报告。丹麦罗斯基勒Riso国家实验室。

[4]

S.Braithwait、D.Hansen和M.O'Sheasy。2007年，不断变化的市场中的零售电价和费率设计。技术报告。华盛顿爱迪生电气研究所。

[5]

凯瑟琳·布洛克（Kathryn R.Bullock）和阿尔文·萨尔金（Alvin J.Salkind）。2011.阀控铅酸蓄电池。在《林登电池手册》（第4版）中，D.Linden（ed.）。McGraw-Hill，纽约州纽约市，17.1-17.39。T.Carpenter、S.Singla、P.Azimzadeh和S.Keshav。2012年，《电价计划对安大略省采用存储的影响》，《2012年电子能源会议论文集》（e-Energy’12）。

数字图书馆

[6]

D.考雄。2011年，家庭电费飙升。今日美国。2017年1月9日检索自http://www.usatoday.com/money/industries/energy/story/2011-12-13/electric-bills/51840042/1。

[7]

CNT公司。2011.动态定价和智能电网。CNT Energy。2017年1月9日检索自https://hourlypricing.comed.com/live-prices/。

[8]

B.Daryanian、R.Bohn和R.Tabors。1989年，针对存储型客户的电力现货价格的最佳需求方响应。IEEE电力系统汇刊4，3，897--903。

[9]

环境影响评估。2012年，发电机调度取决于系统需求和相对运行成本。2017年1月9日检索自http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm？id和equals;7590

[10]

A.Faruqui和K.Eakin。2002年，转型期电价。斯普林格。

[11]

A.Faruqui、R.Hledik和J.Tsoukalis。2009年。动态定价的力量。《电力杂志》22，3，42-56。

[12]

联邦能源管理委员会。2009年，《2008年市场状况报告》。技术报告。联邦能源管理委员会。

[13]

T.Ganu、D.Seetharam、V.Arya、R.Kunnath、J.Hazra、S.Husain、L.DeSilva和S.Kalyanaraman。2012.nPlug：用于缓解峰值负载的智能插头。《2012年电子能源会议记录》（e-Energy’12）。

数字图书馆

[14]

I.Goiri、W.Katsak、K.Le、T.Nguyen和R.Bianchini。2013年，《阳伞和绿色开关：管理可再生能源驱动的数据中心》，《2013年ASPLOS会议论文集》（ASPLOS’13）。

数字图书馆

[15]

S.Govindan、A.Sivasubramaniam和B.Urgaonkar。2011.数据中心利用存储能源的好处和局限性。2011年ASCA会议记录（ASCA’11）。

[16]

B.霍华德。2015.特斯拉Powerwall家用电池意味着什么：太阳能的廉价时移。2017年1月9日检索自http://www.extremetech.com/extreme/204702-what-the-tesla-powerwall-home-battery-means-insive-time-shifting-for-solar-energy。

[17]

Matthew P.Johnson、Amotz Bar-Noy、Ou Liu和Yi Feng。2011年，利用本地存储进行能源调峰。可持续计算：信息学与系统1,3177--188。

[18]

G.Karmakar、A.Kabra和K.Ramakrithan。2013年峰值功率约束下恒温控制实时系统的协调调度。2013年RTAS会议记录（RTAS’13）。

数字图书馆

[19]

I.Koutsopoulos、V.Hatzi和L.Tassiulas。2011年。智能电网的最佳储能控制政策。《2011年智能电网通信会议论文集》（SmartGridComm'11）。

[20]

Z.Liu、A.Wierman、Y.Chen、B.Razon和N.Chen。2013.数据中心需求响应：通过工作负载转移和本地发电避免同步峰值。绩效评估70，10。

数字图书馆

[21]

S.McLaughlin、P.McDaniel和W.Aiello。2011年，《保护消费者隐私免受电力负荷监测》，载于《2011年CCS会议论文集》（CCS’11）。

数字图书馆

[22]

Aditya Mishra、David Irwin、Prashant Shenoy、Jim Kurose和Ting Zhu。2012.SmartCharge:通过储能降低智能家居的电费。《2012年电子能源会议记录》（e-Energy’12）。

数字图书馆

[23]

Aditya Mishra、David Irwin、Preshant Shenoy、Jim Kurose和Ting Zhu。2013年a。绿色收费：管理智能建筑中的可再生能源。IEEE通讯选定领域杂志，71281--1293。

[24]

Aditya Mishra、David Irwin、Prashant Shenoy和Ting Zhu。2013年b。扩展分布式储能以降低电网峰值。《2013年电子能源会议记录》（e-Energy’13）。

数字图书馆

[25]

A.Mishra、R.Sitaraman、D.Irwin、T.Zhu、P.Shenoy、B.Dalvi和S.Lee。2015年。将储能整合到配电网络中。2015年电子能源会议记录（e-Energy’15）。

数字图书馆

[26]

安大略省能源局。2012年电价。2016年1月9日检索自http://www.ontarioenergyboard.ca/OEB/Consumers/Electricity/Electronicity（安大略省能源局）+价格。

[27]

M.Roozbehani、M.A.Dahleh和S.K.Mitter。2010年。实时定价下批发电力市场的稳定性。2010年疾病预防控制中心会议记录（CDC’10）。

[28]

N.Sharma、J.Gummeson、D.Irwin和P.Shenoy。2010年，云计算：在能量收集传感器系统中利用天气预报。2010年SECON会议记录（SECON'10）。

[29]

N.Sharma、P.Sharma，D.Irwin和P.Shenoy。2011.使用机器学习从天气预报中预测太阳能发电量。2011年SmartGridComm会议记录（SmartGridComm'11）。

[30]

智能电网信息交换所。2011年，立法和法规。2017年1月9日检索自http://www.sgiclearinghouse.org/立法？q=节点/1705。

[31]

P.Srikantha、C.Rosenberg和S.Keshav。2012年，家用电器弹性导致的峰值需求减少分析。《2012年电子能源会议记录》（e-Energy’12）。

数字图书馆

[32]

J.Taneja、P.Dutta和D.Culler。2010.走向合作电网：促进可再生能源的传感器/执行器网络。2010年SmartGridComm会议记录（SmartGridComm'10）。

[33]

J.Taneja、K.Lutz和D.Culler。2013年，未来能源网络中的灵活负载。《2013年电子能源会议记录》（e-Energy’13）。

数字图书馆

[34]

P.汤姆森。2015年，当电网对风能和太阳能说“不”时，该公司的技术帮助它再次说“是”。2017年1月9日检索自http://www.pri.org/stories/2015-04-07/when-grid-says-no-wind-and-solar-power-companys-technology-helps-it-say-yes-again。

[35]

R.Urgaonkar、B.Urgaongar、M.Neely和A.Sivasubramaniam。2011年，利用数据中心的储能实现最佳电力成本管理。《2011年SIGMETRICS会议记录》。

数字图书馆

[36]

P.van de Ven、N.Hegde、L.Massoulie和T.Salonidis。2011年。价格波动下住宅储能的最佳控制。《2011年能源会议论文集》（ENERGY’11）。

[37]

P.Vytelingum、T.Voice、S.Rammour、A.Rogers和N.Jennings。2010年。智能电网基于代理的微存储管理。2010年AAMAS会议记录（AAMAS’10）。

数字图书馆

[38]

Ye Xu、David Irwin和Prashant Shenoy。2013年，鼓励智能家居中的高级负载调度。2013年BuildSys会议记录（BuildSys’13）。

数字图书馆

[39]

W.Yang、N.Li、Y.Qi、W.Qardaji、S.McLaughlin和P.McDaniel。2012年，将智能电网中的私人数据披露降至最低。《2012年CCS会议论文集》（CCS’12）。

数字图书馆

[40]

T.Zhu、Z.Huang、A.Sharma、J.Su、D.Irwin、A.Mishra、D.Menasche和P.Shenoy。2013年，在智能微电网中共享可再生能源。2013年ICCPS会议记录（ICCPS’13）。

数字图书馆

[41]

朱婷（Ting Zhu）、阿迪蒂亚·米什拉（Aditya Mishra）、大卫·欧文（David Irwin）、纳文·夏尔马（Navin Sharma）、普拉桑特·谢诺伊（Prashant Shenoy）和唐·托斯利（Don Towsley）。2011年，智能家居高效可再生能源管理案例。2011年BuildSys会议记录（BuildSys’11）。

数字图书馆

[42]

齐万。2012.恒流蓄电池放电装置：技术特点和用户手册。2016年1月9日检索自http://www.zivanusa.com/pdf/SBM。

引用人

Wamburu J公司Lee S公司艾扬格S欧文·DShenoy P公司(2023)社区能源使用及储能效益分析ACM计算机与可持续社会杂志10.1145/3637209在线发布日期：2023年12月15日
https://doi.org/10.1145/3637209
阿加瓦尔A(2023)一种负荷阈值分配方法：通过停电解决停电问题先进网络技术与智能计算10.1007/978-3-031-28180-8_20(295-307)在线发布日期：2023年3月22日
https://doi.org/10.1007/978-3-031-28180-8_20
Lee S公司Shenoy P公司Ramamritham K公司欧文·D(2021)AutoShare：用于能源共享的虚拟社区太阳能和存储能源信息学10.1186/s42162-021-00144-w4:1在线发布日期：2021年7月12日
https://doi.org/10.1186/s42162-021-00144-w
显示更多引用者

索引术语

通过激励小负荷转移实现分布式储能
1. 硬件
  1. 电力和能源
    1. 能量分配
      1. 智能电网
    2. 能源生产和储存

建议

整合负荷转移和存储以减少灰色能源需求
2016年SMARTGREENS：第五届智能城市和绿色ICT系统国际会议记录

智能电网概念为设计新的环保能源市场提供了机会

二氧化碳排放。为了实现这一目标，我们应该增加绿色能源的使用和渗透，同时

软化我们对灰色的依赖（非。。。
阅读更多信息
实时市场中的最优存储调度策略
GCMS’11：2011建模与仿真重大挑战会议记录

北美的许多系统运营商采用或正在走向日间和实时市场，因为这些市场具有相关的效益和效率。虽然这些市场的电价可能取决于系统负荷。。。
阅读更多信息
基于智能家庭使用情况分析推荐能源电价和负荷转移
IUI’13：2013年智能用户界面国际会议记录

我们提出了一个个性化能源相关推荐的系统和研究。AgentSwitch利用从用户家庭收集的一段时间内的用电数据实现一系列智能能源相关的能源电价建议。。。
阅读更多信息

评论

信息和贡献者

问询处

发布于

网络物理系统上的封面图像ACM交易

ACM网络物理系统汇刊第1卷第2期

2017年4月

214页

国际标准编号：2378-962倍

EISSN公司：2378-9638

内政部：10.1145/3015781

编辑：
崔伟国（Tei-Wei Kuo）
国立台湾大学、中央研究院、台湾

版权所有©2017 ACM。

如果复制品不是为了盈利或商业利益而制作或分发的，并且复制品的第一页载有本通知和完整引文，则允许免费制作本作品的全部或部分数字或硬拷贝以供个人或课堂使用。必须尊重作者以外的其他人对本作品组成部分的版权。允许用信用证进行摘要。要以其他方式复制或重新发布，在服务器上发布或重新发布到列表，需要事先获得特定许可和/或付费。从请求权限[电子邮件保护].

出版商

计算机协会

美国纽约州纽约市

期刊系列

智能和互联系统设计的ACM期刊

出版历史

出版：2017年2月20日

认可的：2016年11月1日

修订过的：2016年11月1日

收到：2015年11月1日

在TCPS中发布体积1,发行2

权限

请求对此文章的权限。

检查更新

作者标记

限定符

研究文章
研究
推荐

资金来源

马萨诸塞州能源部
国家科学基金会

贡献者

其他指标

查看文章指标

文献计量学和引文

文献计量学

文章指标

7
引文总数
查看引文
232
下载总量

下载次数（过去12个月）22
下载次数（最近6周）2

其他指标

查看作者指标

引文

引用人

Wamburu J公司Lee S公司艾扬格S欧文·DShenoy P公司(2023)社区能源使用及储能效益分析ACM计算机与可持续社会杂志10.1145/3637209在线发布日期：2023年12月15日
https://doi.org/10.1145/3637209
阿加瓦尔A(2023)一种负荷阈值分配方法：通过停电解决停电问题先进网络技术与智能计算10.1007/978-3-031-28180-8_20(295-307)在线发布日期：2023年3月22日
https://doi.org/10.1007/978-3-031-28180-8_20
Lee S公司Shenoy P公司Ramamritham K公司欧文·D(2021)AutoShare：用于能源共享的虚拟社区太阳能和存储能源信息学10.1186/s42162-021-00144-w4:1在线发布日期：2021年7月12日
https://doi.org/10.1186/s42162-021-00144-w
阿加瓦尔A坎德帕卡K(2021)分配功率限制：通过断电缓解停电可持续能源、电网和网络2016年10月10日/j.segan.2021.10045126(100451)在线发布日期：2021年6月
https://doi.org/10.1016/j.segan.2021.100451
Jha R公司Lee S公司艾扬格SHajiesmaili M公司欧文DShenoy P公司(2020)绿色电网中基于排放的储能调度第十一届ACM未来能源系统国际会议记录10.1145/3396851.3397755(363-373)在线发布日期：2020年6月12日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3396851.3397755
夏尔马五世哈克M阿齐兹S(2019)通过电池存储系统的优化尺寸最小化净零能耗住宅的能源成本可再生能源2016年10月10日/j.rene.2019.03.144在线发布日期：2019-04
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.03.144
Wamburu J公司Lee S公司Shenoy P公司欧文·D(2018)城市配电变压器及电动汽车和存储的影响分析第九届未来能源系统国际会议论文集10.1145/3208903.3208925(157-167)在线发布日期：2018年6月12日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3208903.3208925

视图选项

查看选项

PDF格式

以PDF文件查看或下载。

电子阅读器

使用联机查看电子阅读器.

电子阅读器

获取访问权限

登录选项

检查您是否可以通过登录凭据或您的机构访问本文。

完全访问权限

获取此文章

媒体

数字

其他

桌子

查看问题目录