【摘要】：能源是人類(lèi)賴(lài)以生存及發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),化石能源日趨枯竭和氣候環(huán)境變化成為威脅人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的兩大問(wèn)題。為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),電力系統(tǒng)在發(fā)電側(cè)和用戶(hù)側(cè)正經(jīng)歷巨大的變革。發(fā)電側(cè)方面,可再生能源特別是風(fēng)電、光伏等以集中或分布方式接入電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的重要趨勢(shì),但由于其出力具有隨機(jī)性、間歇性等特點(diǎn),進(jìn)一步增加了電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度過(guò)程中所面臨的不確定性因素。用戶(hù)側(cè)方面,在電力系統(tǒng)傳統(tǒng)調(diào)度中,用戶(hù)側(cè)被認(rèn)為是缺乏彈性的,主要通過(guò)調(diào)度機(jī)組出力以滿足負(fù)荷需求,智能電網(wǎng)尤其是高級(jí)量測(cè)體系的發(fā)展為用戶(hù)參與電力系統(tǒng)運(yùn)行提供了技術(shù)支撐,需求響應(yīng)資源逐步進(jìn)入研究人員視野。針對(duì)上述變化,電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域亟需在不確定條件下優(yōu)化調(diào)度及需求響應(yīng)調(diào)度建模等方面展開(kāi)研究。本文以需求響應(yīng)優(yōu)化調(diào)度為切入點(diǎn),在其調(diào)度模型中考了系統(tǒng)中的不確定因素,對(duì)考慮需求響應(yīng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型與方法進(jìn)行了探討,具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究了基于激勵(lì)的需求響應(yīng),以可中斷負(fù)荷及直接負(fù)荷控制優(yōu)化調(diào)度為研究重點(diǎn),類(lèi)比傳統(tǒng)機(jī)組進(jìn)行建模,分別構(gòu)建了兩者的混合整數(shù)數(shù)學(xué)模型。在可中斷負(fù)荷調(diào)度模型中考慮了調(diào)度過(guò)程中的常規(guī)機(jī)組故障、負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差等不確定性因素,并采用場(chǎng)景法進(jìn)行分析。在兩者的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型中,考慮了負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性并基于隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃理論建立了優(yōu)化調(diào)度模型,通過(guò)把機(jī)會(huì)約束轉(zhuǎn)換為確定性等價(jià)形式實(shí)現(xiàn)了不確定性模型向確定性模型的轉(zhuǎn)變,并采用拉格朗日松弛法進(jìn)行模型求解。采用場(chǎng)景分析法和隨機(jī)機(jī)會(huì)約束理論是研究不確定條件下電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的重要方法。(2)研究了基于價(jià)格的需求響應(yīng),以分時(shí)電價(jià)為研究重點(diǎn)。風(fēng)電的接入增加了系統(tǒng)運(yùn)行中的不確定性,分時(shí)電價(jià)作為需求響應(yīng)手段可在較長(zhǎng)的時(shí)間尺度上改變用戶(hù)用電行為,促進(jìn)可再生能源的消納,可作為其他消納手段的基礎(chǔ)。分時(shí)電價(jià)主要涉及峰谷平時(shí)段的劃分及峰谷平電價(jià)的制定,在分時(shí)電價(jià)研究中充分考慮了風(fēng)電出力、負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差、用戶(hù)需求價(jià)格彈性等多種不確定性因素,采用蒙特卡羅法生成相應(yīng)場(chǎng)景。針對(duì)系統(tǒng)凈負(fù)荷場(chǎng)景集,采用聚類(lèi)分析法進(jìn)行了峰谷平時(shí)段劃分。在峰谷平電價(jià)制定過(guò)程中,由于生成的場(chǎng)景數(shù)量較多,為保障計(jì)算精度并減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)采用同步回代縮減法進(jìn)行場(chǎng)景縮減。(3)對(duì)含多種不確定因素的建模及求解進(jìn)行了進(jìn)一步研究,基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃構(gòu)建了考慮常規(guī)機(jī)組和線路的故障概率、負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差、可中斷負(fù)荷違約概率及線路潮流約束的優(yōu)化調(diào)度模型。模型目標(biāo)函數(shù)第一部分為當(dāng)不考慮系統(tǒng)隨機(jī)因素時(shí)的發(fā)電成本、啟停成本和可中斷負(fù)荷補(bǔ)償費(fèi)用之和最小,求解結(jié)果為各機(jī)組及可中斷負(fù)荷基本調(diào)度量,要求基本調(diào)度量之和應(yīng)為系統(tǒng)總的預(yù)測(cè)負(fù)荷,機(jī)組未調(diào)用和可中斷負(fù)荷未中斷的部分參與備用優(yōu)化;第二部分為當(dāng)考慮系統(tǒng)隨機(jī)因素時(shí)的機(jī)組備用成本及可中斷負(fù)荷的補(bǔ)償費(fèi)用期望值之和最小。由于該模型中約束條件不可直接轉(zhuǎn)化為確定性等價(jià)形式,采用蒙特卡羅模擬把機(jī)會(huì)約束模型轉(zhuǎn)化為含多個(gè)確定場(chǎng)景的期望值模型,消除了隨機(jī)因素,實(shí)現(xiàn)了模型向確定性模型的轉(zhuǎn)化。(4)由于分布式發(fā)電及用戶(hù)需求響應(yīng)資源地域分布廣泛、種類(lèi)多樣、參數(shù)各異等特點(diǎn),調(diào)度中心難以直接對(duì)大量的分布式能源進(jìn)行調(diào)度,可采用虛擬發(fā)電廠整合分布式能源并作為整體參與電力系統(tǒng)競(jìng)價(jià)。模型中綜合考慮了虛擬發(fā)電廠內(nèi)部出力、負(fù)荷不確定性及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手報(bào)價(jià)不確定性,虛擬發(fā)電廠以自身利益最大為目標(biāo)作為整體參與電力系統(tǒng)運(yùn)行。調(diào)度機(jī)構(gòu)在收到各虛擬發(fā)電廠、常規(guī)機(jī)組電廠報(bào)價(jià)后以社會(huì)效益最大為目標(biāo)進(jìn)行市場(chǎng)出清,各虛擬發(fā)電廠及常規(guī)機(jī)組電廠收到調(diào)度中心指令后對(duì)內(nèi)部資源運(yùn)行進(jìn)行二次調(diào)整。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2337534