【摘要】：儲(chǔ)能系統(tǒng)是微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行、高效消納新能源的重要技術(shù)手段。由于分布式可再生電源、電力負(fù)荷及市場(chǎng)行為存在強(qiáng)不確定性,傳統(tǒng)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化方法面臨挑戰(zhàn),亟待建立一套充分考慮不確定性時(shí)空耦合特性和微電網(wǎng)自治性約束的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量規(guī)劃與運(yùn)行策略優(yōu)化新理論框架。本文聚焦受多種強(qiáng)不確定性因素約束的微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量規(guī)劃與運(yùn)行策略優(yōu)化問題,以微電網(wǎng)不確定性的耦合特性分析與定量刻畫為基礎(chǔ),導(dǎo)出了基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算理論的能量平衡能力指標(biāo),用于定量評(píng)價(jià)微電網(wǎng)的自治性程度,并形成儲(chǔ)能系統(tǒng)容量規(guī)劃與運(yùn)行策略優(yōu)化的約束條件;充分計(jì)及靈活性資源和市場(chǎng)機(jī)制的作用,構(gòu)建計(jì)及多尺度不確定性耦合特性和能量平衡能力指標(biāo)約束的微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量協(xié)調(diào)優(yōu)化模型;引入帶靈活魯棒性預(yù)算的靈活魯棒優(yōu)化方法處理儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題中的預(yù)測(cè)不確定性變量,并進(jìn)一步推導(dǎo)得出靈活魯棒性預(yù)算定量決策方法,以降低靈活魯棒性預(yù)算決策的盲目性;揭示并利用已有啟發(fā)式算法的尋優(yōu)機(jī)制,結(jié)合本文具體問題提出多目標(biāo)差分進(jìn)化-回溯搜索算法及最優(yōu)折中解獲取方法,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量協(xié)調(diào)優(yōu)化問題求解的效率與精度統(tǒng)一;引入基于邊際成本效應(yīng)的日前電價(jià)定價(jià)方法,用于指導(dǎo)微電網(wǎng)運(yùn)營商獲得最優(yōu)的微電網(wǎng)風(fēng)/光/儲(chǔ)容量協(xié)調(diào)優(yōu)化配置方案和需求側(cè)響應(yīng)方案。本文旨在構(gòu)建充分考慮不確定性本質(zhì)和自治性約束的微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量規(guī)劃與協(xié)調(diào)運(yùn)行優(yōu)化的新理論框架,具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。主要工作包括:第一章緒論,闡述了本文研究的目的和意義,結(jié)合不確定性環(huán)境下微電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)行優(yōu)化問題的特點(diǎn),具體從微電網(wǎng)不確定性分析方法、微電網(wǎng)靈活性資源優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)、微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置三個(gè)方面介紹了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,并有針對(duì)性的提出了本論文的主要研究內(nèi)容。第二章首先對(duì)微電網(wǎng)多尺度不確定性耦合問題進(jìn)行了分析,指出來自于空間尺度的多種不確定因素來源和來自于時(shí)間尺度的不確定性差異化特點(diǎn)會(huì)對(duì)微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行產(chǎn)生耦合影響,隨后對(duì)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化問題進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述,并進(jìn)一步深入分析了多尺度不確定性耦合與靈活性資源對(duì)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化問題造成的影響。第三章提出引入隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算理論,建立能夠充分刻畫源、荷隨機(jī)不確定性的包絡(luò)線表征模型和儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電模型,進(jìn)一步結(jié)合最小加代數(shù),推導(dǎo)出微電網(wǎng)運(yùn)行過程中源-儲(chǔ)-荷動(dòng)態(tài)過程的供電不足狀態(tài)、供電過剩狀態(tài)及供需平衡狀態(tài)的概率化描述,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建能量平衡能力指標(biāo),用于對(duì)微電網(wǎng)的自治性程度進(jìn)行定量刻畫。第四章在聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化問題中充分計(jì)及多尺度不確定性耦合影響,并將能量平衡能力指標(biāo)作為約束條件,采用常規(guī)魯棒優(yōu)化方法將含有預(yù)測(cè)不確定性變量的非線性約束轉(zhuǎn)化為易于求解的線性魯棒對(duì)等式約束,并設(shè)計(jì)兼顧尋優(yōu)速度與尋優(yōu)深度的差分進(jìn)化—回溯搜索算法對(duì)上述優(yōu)化模型進(jìn)行高效求解。第五章構(gòu)建了一個(gè)充分計(jì)及多尺度不確定性耦合影響和能量平衡能力指標(biāo)的風(fēng)/光/柴/儲(chǔ)自治型孤島微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化模型,引入靈活魯棒優(yōu)化方法處理儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題中的預(yù)測(cè)不確定性變量,并進(jìn)一步推導(dǎo)得出靈活魯棒性預(yù)算定量決策方法,以降低靈活魯棒性預(yù)算決策的盲目性。此外,在前述差分進(jìn)化-回溯搜索算法的基礎(chǔ)上加入帕累托占優(yōu)策略、擁擠距離排序以及最優(yōu)折中解決策方法使算法具備對(duì)所建多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行高效求解的能力。第六章構(gòu)建了一個(gè)計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)的智能微電網(wǎng)風(fēng)/光/儲(chǔ)容量協(xié)調(diào)優(yōu)化模型,用于研究需求側(cè)響應(yīng)對(duì)于風(fēng)/光/儲(chǔ)的容量配置方案與優(yōu)化運(yùn)行策略的經(jīng)濟(jì)影響,并引入一種基于邊際成本效應(yīng)的日前電價(jià)定價(jià)方法,用于指導(dǎo)微電網(wǎng)運(yùn)營商獲得最優(yōu)的微電網(wǎng)風(fēng)/光/儲(chǔ)容量協(xié)調(diào)優(yōu)化配置方案和需求側(cè)響應(yīng)方案。本文得到國家自然科學(xué)基金(51577073)和廣東省自然科學(xué)基金(2017A030313288)的資助,結(jié)合在中國工程院重大咨詢項(xiàng)目和南方電網(wǎng)實(shí)際工程項(xiàng)目中的應(yīng)用,取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM73
【圖文】：

考慮多尺度不確定性耦合的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)網(wǎng)型微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容是否到達(dá)外層最大迭代數(shù)，若是，則將適應(yīng)度最好的個(gè)體beES B 系統(tǒng)容量優(yōu)化問題的最優(yōu)解；若否，則基于差分進(jìn)化-回溯搜更新，并返回3）析參數(shù)描述文所提模型和方法的合理性與有效性，以圖 4-4 所示含風(fēng)機(jī)簡化微電網(wǎng)為例對(duì)考慮多尺度不確定性耦合的風(fēng)光儲(chǔ)微電行研究。本算例所用風(fēng)電出力、光伏出力和負(fù)荷需求數(shù)據(jù)與在此不再敷述，其他相關(guān)仿真參數(shù)設(shè)置見表 4-1。風(fēng)電 太陽能微電網(wǎng)

圖 5-2 孤島微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)g. 5-2 Schematic of the islanded micro儲(chǔ)能系統(tǒng)容量優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)型的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)包括儲(chǔ)能系統(tǒng)的容達(dá)為：I Omin C C量投資成本（包括初始投資成本和后網(wǎng)期望運(yùn)行成本由柴油發(fā)電機(jī)的燃料成本構(gòu)成 Cr。 I D B ESS D P M ESSC =k k B k k k PO f p rC C +C +Cf f D=tt TC k P t

【參考文獻(xiàn)】

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10 肖定W

本文編號(hào)：2735633