【摘要】：在全球能源領(lǐng)域調(diào)整與變革的大背景下,加快推進(jìn)能源革命,加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系成為新形勢下我國能源發(fā)展轉(zhuǎn)型的必然選擇�！笆濉币�(guī)劃綱要指出,要“建設(shè)'源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)'協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)”。能源互聯(lián)網(wǎng)代表世界未來能源發(fā)展方向,是推動(dòng)能源革命的重要手段。從能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建角度來看,分布式能源系統(tǒng)(Distributed Energy System,DES)是其必須具備的網(wǎng)絡(luò)“結(jié)點(diǎn)”。分布式能源系統(tǒng)除了節(jié)能、減排、安全、靈活等多重優(yōu)點(diǎn),是能源發(fā)展的主要方式,也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要途徑,為電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明方向。分布式能源系統(tǒng)作為新型節(jié)能減排供能方式,將會(huì)成為我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要手段。目前,我國分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展仍處于起步階段,在全球能源快速轉(zhuǎn)型和電力體制改革不斷推進(jìn)的背景下,我國有必要加快分布式能源系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)能源體系的高效清潔發(fā)展。傳統(tǒng)被動(dòng)配電網(wǎng)已逐漸不能滿足現(xiàn)有環(huán)保要求和電能高質(zhì)量供應(yīng)的要求。主動(dòng)配電網(wǎng)(Active Distribution Network,ADN)通過組合DG、可控負(fù)荷、需求側(cè)管理等各種分布式能源,加大了配電網(wǎng)對可再生能源的接受消納能力、提升了配電網(wǎng)資產(chǎn)利用率、延緩了配電網(wǎng)升級改造,以及提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性。因此,研究主動(dòng)配電網(wǎng)下的分布式能源系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行與效益評價(jià)模型,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。已有研究為分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃運(yùn)行奠定了基礎(chǔ),而當(dāng)前的研究多為傳統(tǒng)配電網(wǎng)中接入分布式能源的選址定容問題,或者主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃問題,同時(shí)也少有既考慮需求側(cè)可調(diào)控資源又考慮分布式能源系統(tǒng)與大電網(wǎng)交互的研究,缺乏一套針對分布式能源系統(tǒng)投資規(guī)劃的全過程、全方面的綜合評價(jià)體系。因此有必要對這些問題進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文基于國內(nèi)外已有成果,根據(jù)我國分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際情況,重點(diǎn)就主動(dòng)配電網(wǎng)下分布式能源系統(tǒng)的投資規(guī)劃、優(yōu)化運(yùn)行、效益評價(jià)、投資模式及保障機(jī)制這幾大方面進(jìn)行研究,旨在為相關(guān)主體提供分析和決策依據(jù)。第一,研究分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的投資規(guī)劃問題。根據(jù)多目標(biāo)規(guī)劃理論和方法,從系統(tǒng)年投資成本最小和分布式能源出力切除量最小兩個(gè)方面建立分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的投資規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)及其約束條件,提出基于COA-EO組合模型的多目標(biāo)規(guī)劃求解算法,對北方某地區(qū)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)分布式能源接入的投資規(guī)劃進(jìn)行了實(shí)證研究,通過算例驗(yàn)證表明:接入主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式能源系統(tǒng)比不接入主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的分布式能源系統(tǒng)年投資綜合費(fèi)用更低、可再生能源消納更多、系統(tǒng)環(huán)境成本更低,接入主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的分布式能源規(guī)劃具有明顯的優(yōu)勢。第二,提出兼容需求側(cè)資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行模型。在需求側(cè)響應(yīng)模型理論的基礎(chǔ)上,主要從發(fā)電成本、環(huán)境成本以及備用成本三個(gè)方面構(gòu)建模型,并充分考慮分布式能源系統(tǒng)中的電負(fù)荷、熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。為求解模型,提出量子改進(jìn)果蠅優(yōu)化算法(QFOA)。并應(yīng)用于我國西北地區(qū)某分布式能源系統(tǒng)的實(shí)際問題中,通過算例對比分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)分布式能源系統(tǒng)參與需求側(cè)負(fù)荷優(yōu)化管理時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行總成本顯著降低,能夠有效發(fā)揮削峰填谷的作用,從而提高了分布式能源的利用效率。第三,提出主動(dòng)配電網(wǎng)下分布式能源系統(tǒng)雙層雙階段調(diào)度優(yōu)化模型。根據(jù)雙層多目標(biāo)規(guī)劃理論以及上一章計(jì)及需求側(cè)資源的分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行模型,構(gòu)建主動(dòng)配電網(wǎng)雙層能量管理下的分布式能源系統(tǒng)雙階段調(diào)度優(yōu)化模型,并提出基于差分改進(jìn)的帝國競爭優(yōu)化算法(DE-ICA)。通過對IEEE-33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的算例分析,證明了通過日前調(diào)度優(yōu)化可最大化地促進(jìn)分布式能源的消納,降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本,明顯提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益;在實(shí)時(shí)調(diào)度中,通過對日前調(diào)度的有效修正,可進(jìn)一步提升分布式能源的有效利用,使得主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的上層全局和下層區(qū)域調(diào)度優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益得到明顯的提升。第四,研究分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的投資規(guī)劃效益評價(jià)。在明確綜合評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建原則基礎(chǔ)上,分別從經(jīng)濟(jì)性效益、社會(huì)性效益以及技術(shù)性效益三方面建立分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的投資規(guī)劃效益綜合評價(jià)指標(biāo)體系。從“歷史”、“現(xiàn)在”和“未來”三個(gè)時(shí)段構(gòu)建基于組合權(quán)重和動(dòng)態(tài)模糊綜合評價(jià)的投資規(guī)劃效益綜合評價(jià)模型。將所提出的評價(jià)方法對我國西南某地區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)園區(qū)的3套分布式能源系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)證研究,并為后續(xù)投資規(guī)劃模式和保障機(jī)制的研究提供科學(xué)的決策依據(jù)。第五,研究我國分布式能源系統(tǒng)投資模式及其保障機(jī)制。在總結(jié)歸納國外典型區(qū)域或國家的分布式能源系統(tǒng)投資運(yùn)維先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究我國分布式能源系統(tǒng)投資模式,分為投資建設(shè)階段和運(yùn)營維護(hù)階段,并從政策、市場、利益相關(guān)者、技術(shù)設(shè)備及內(nèi)部運(yùn)營五個(gè)方面構(gòu)建分布式能源系統(tǒng)投資保障機(jī)制,以期為我國分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造更多的有利條件。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM732;F426.61
【圖文】：

華北電力大學(xué)博士學(xué)位論文逡逑產(chǎn)利用率、延緩配電網(wǎng)升級改造投資，以及提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量及供電可靠性。主逡逑動(dòng)配電網(wǎng)在規(guī)劃、運(yùn)行、控制等方面的技術(shù)對于提高分布式能源的滲透率和綜合利逡逑用率具有重要意義，因此主動(dòng)配電網(wǎng)中分布式能源系統(tǒng)的規(guī)劃運(yùn)行成為重要的研究逡逑方向。逡逑伴隨著電力市場化的不斷發(fā)展和完善，電力系統(tǒng)的利益主體將向多元化發(fā)展，逡逑需求側(cè)管理和節(jié)能服務(wù)等面向促進(jìn)分布式能源行業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域都將迎來歷史性的逡逑發(fā)展機(jī)遇［４］。這些要素在“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動(dòng)計(jì)劃及新電改的催化下，更將與分布式能逡逑源相互滲透、相互融合。在分布式能源系統(tǒng)的運(yùn)行中，如何兼容需求側(cè)資源，如何逡逑實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)，如何發(fā)揮需求側(cè)資源與儲(chǔ)能設(shè)備的綜合調(diào)節(jié)潛力，從而平抑分布式逡逑可再生能源間歇特性對局部電網(wǎng)的沖擊；在保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性的同時(shí)，如逡逑何提高系統(tǒng)對分布式可再生能源的消納能力。這些問題也都成為目前國內(nèi)外學(xué)者的逡逑重要研宄主題。逡逑品位

第３章分布式能源系統(tǒng)接入主動(dòng)配電網(wǎng)的投資規(guī)劃模型研宄邐逡逑統(tǒng)特有的雙層結(jié)構(gòu)，使得分布式能源的接入的投資規(guī)劃成為了雙層規(guī)劃和管理問逡逑題。上層規(guī)劃引導(dǎo)下層規(guī)劃，但不會(huì)直接參與或確定下層規(guī)劃決策；下層規(guī)劃是以逡逑上層規(guī)劃結(jié)果為決策框架，從而對其范圍內(nèi)的規(guī)劃問題進(jìn)行優(yōu)化決策。本文將所構(gòu)逡逑建的分布式能源接入主動(dòng)配電網(wǎng)的雙層規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成多目標(biāo)優(yōu)化問題，通過求解逡逑多目標(biāo)函數(shù)的Ｐａｒｅｔｏ最優(yōu)前沿來實(shí)現(xiàn)上下層規(guī)劃決策之間的指導(dǎo)和反饋關(guān)系。逡逑分布式電源定容選址規(guī)劃層逡逑

—結(jié)g?）逡逑圖３－２混合Ｃ０Ａ－Ｅ０算法流程圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－２邋Ｔｈｅ邋ｈｙｂｒｉｄ邋ＣＯＡ－ＥＯ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ逡逑綜上，混合ＣＯＡ－ＥＯ算法的流程如圖３－２所示，算法步驟如下所示：逡逑①參數(shù)初始化。設(shè)定控制誤差給定初始混純向量Ｘ。，設(shè)定最大迭代次數(shù)逡逑并令初始迭代次數(shù)／Ｍｒａ／／ｏ〃邋＝邋０。逡逑３５逡逑

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本文編號：2765580