本文關(guān)鍵詞：虛擬發(fā)電廠最優(yōu)調(diào)度及其儲能損耗成本模型研究

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【摘要】：近年來,虛擬發(fā)電廠(Virtual Power Plant,VPP)作為一種新興的分布式能源管理形式在全球各地迅速發(fā)展。作為VPP的重要組成部分,電池儲能系統(tǒng)(Battery Energy Storage System,BESS)能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。由于BESS固有的物化特性使其在參與VPP優(yōu)化調(diào)度過程中產(chǎn)生不可避免的損耗成本,嚴(yán)重降低了VPP的經(jīng)濟效益,同時也會影響其最優(yōu)調(diào)度策略。因此,研究BESS損耗成本對VPP參與電力市場交易所獲取收益的影響,能夠為VPP運營商提供更為科學(xué)合理的調(diào)度策略,提高VPP在電力市場交易中的競爭力。以此為出發(fā)點,本文對虛擬發(fā)電廠最優(yōu)調(diào)度及其儲能損耗成本模型進行了如下研究：本文首先引入VPP概念,提出了計及新能源出力間歇性和電力市場電價不確定性的VPP優(yōu)化調(diào)度方法。結(jié)合現(xiàn)有電力市場機制,分析了VPP參與市場交易的主要形式。研究了兩階段隨機規(guī)劃的求解方法,總結(jié)了其優(yōu)越性指標(biāo)和適用范圍。進一步引入條件風(fēng)險價值對上述不確定因素引起的市場交易風(fēng)險進行綜合評估。然后,提出了忽略電池?fù)p耗成本的VPP優(yōu)化調(diào)度模型。該模型以燃?xì)獍l(fā)電機組和BESS為調(diào)度對象,考慮了風(fēng)電出力和光伏發(fā)電出力的隨機性。在滿足發(fā)電機組出力約束、VPP安全運行約束以及BESS穩(wěn)定工作等約束條件的前提下,以VPP的期望利潤最大作為優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)。仿真結(jié)果表明,與確定性規(guī)劃相比,該隨機調(diào)度方法可以有效地解決可再生能源出力和日前市場電價的不確定性問題,提高VPP參與市場交易的經(jīng)濟效益。最后,提出了計及電池?fù)p耗成本的VPP優(yōu)化調(diào)度模型,用以解決前述研究中沒有考慮電池的損耗對其壽命以及VPP最優(yōu)調(diào)度決策的影響。分析了放電深度和環(huán)境溫度兩個因素對電池?fù)p耗成本的影響。提出了一種新的基于循環(huán)周期數(shù)法和更加全面的基于加權(quán)千瓦時法的電池?fù)p耗模型。進一步將電池?fù)p耗成本并入目標(biāo)函數(shù),得出了VPP參與短期和中長期電力市場交易的最優(yōu)調(diào)度策略。在一個包含燃?xì)獍l(fā)電機組、風(fēng)光發(fā)電機組和BESS的VPP中進行仿真分析,結(jié)果表明該模型可以有效延長BESS壽命,同時提高VPP的經(jīng)濟性。本文針對VPP調(diào)度過程中電池儲能系統(tǒng)的損耗問題,提出了計及電池?fù)p耗成本的VPP優(yōu)化調(diào)度模型,可以對VPP規(guī)�；瘧�(yīng)用后的最優(yōu)調(diào)度決策提供一定的借鑒和參考。
【關(guān)鍵詞】：隨機優(yōu)化調(diào)度 虛擬發(fā)電廠 儲能系統(tǒng) 電池?fù)p耗
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM73
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 術(shù)語表10-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 研究背景和意義12-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
• 1.2.1 虛擬發(fā)電廠技術(shù)及其優(yōu)化調(diào)度15-19
• 1.2.2 電池?fù)p耗模型及其壽命預(yù)測19-24
• 1.3 本文主要工作24-26
• 第2章 虛擬發(fā)電廠兩階段隨機優(yōu)化調(diào)度26-44
• 2.1 概述26
• 2.2 虛擬發(fā)電廠簡介26-34
• 2.2.1 虛擬發(fā)電廠的概念與結(jié)構(gòu)26-28
• 2.2.2 虛擬發(fā)電廠的特征28-29
• 2.2.3 虛擬發(fā)電廠的控制與調(diào)度29-30
• 2.2.4 虛擬發(fā)電廠的分類30-33
• 2.2.5 虛擬發(fā)電廠和微網(wǎng)的區(qū)別33-34
• 2.3 虛擬發(fā)電廠的交易模式和競價策略34-38
• 2.3.1 虛擬發(fā)電廠參與電力市場的主要形式34-35
• 2.3.2 虛擬發(fā)電廠的競價策略35-38
• 2.4 兩階段隨機規(guī)劃理論38-41
• 2.4.1 兩階段隨機規(guī)劃模型38-39
• 2.4.2 隨機規(guī)劃的優(yōu)越性指標(biāo)39-40
• 2.4.4 兩階段隨機規(guī)劃模型的求解40-41
• 2.5 風(fēng)險評估理論41-43
• 2.5.1 風(fēng)險價值41-42
• 2.5.2 條件風(fēng)險價值42-43
• 2.6 本章小結(jié)43-44
• 第3章 忽略電池?fù)p耗成本的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度44-61
• 3.1 概述44
• 3.2 虛擬發(fā)電廠典型資源特性44-49
• 3.2.1 風(fēng)電出力特性分析44-46
• 3.2.2 光伏發(fā)電出力特性分析46-47
• 3.2.4 微型燃?xì)廨啓C特性分析47-48
• 3.2.5 儲能裝置特性分析48-49
• 3.3 忽略電池?fù)p耗成本的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度模型49-54
• 3.3.1 問題描述49-51
• 3.3.2 目標(biāo)函數(shù)51-52
• 3.3.3 約束條件52-54
• 3.4 算例分析54-59
• 3.4.1 仿真環(huán)境54-56
• 3.4.2 結(jié)果分析56-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第4章 計及電池?fù)p耗成本的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度61-98
• 4.1 概述61
• 4.2 電池?fù)p耗模型及其壽命預(yù)測61-71
• 4.2.1 基于循環(huán)周期數(shù)法的電池?fù)p耗模型61-65
• 4.2.2 基于加權(quán)千瓦時法的電池?fù)p耗模型65-68
• 4.2.3 電池壽命預(yù)測68-71
• 4.3 基于循環(huán)周期數(shù)法電池?fù)p耗模型的虛擬發(fā)電廠短期優(yōu)化調(diào)度71-82
• 4.3.1 問題描述71
• 4.3.2 目標(biāo)函數(shù)71
• 4.3.3 約束條件71
• 4.3.4 風(fēng)險評估71-72
• 4.3.5 算例分析72-82
• 4.4 基于加權(quán)千瓦時法電池?fù)p耗模型的虛擬發(fā)電廠中長期優(yōu)化調(diào)度82-96
• 4.4.1 問題描述82
• 4.4.2 目標(biāo)函數(shù)82
• 4.4.3 約束條件82-84
• 4.4.4 算例分析84-96
• 4.5 本章小結(jié)96-98
• 結(jié)論與展望98-100
• 參考文獻100-107
• 致謝107-108
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果108

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本文編號：1073569