【摘要】：為了應(yīng)對化石能源短缺與環(huán)境污染問題,全球諸多國家均大力發(fā)展以分布式光伏為代表的可再生能源發(fā)電技術(shù)。然而,由于光伏出力固有的間歇性和波動性等不友好特征,分布式光伏大規(guī)模并網(wǎng)時將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來不利影響,嚴(yán)重制約了分布式光伏的消納水平。為了解決分布式光伏并網(wǎng)消納的問題,將其通過并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)接入配電網(wǎng),是應(yīng)對大規(guī)模分布式光伏消納問題的安全有效措施之一。因此,開展研究面向并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)的優(yōu)化運行問題具有理論價值和現(xiàn)實意義。隨著新型儲能技術(shù)的不斷成熟,電動汽車技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用,柔性負(fù)荷占比的顯著提升和需求響應(yīng)技術(shù)的日益完善,并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)中的可調(diào)度資源將愈加豐富。面向上述發(fā)展趨勢,本文以提升分布式光伏就地消納率和提高并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)運行收益為優(yōu)化目標(biāo),研究計及“源側(cè)”、“荷側(cè)”、“儲側(cè)”調(diào)度資源協(xié)調(diào)互動的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略。首先,本文深入分析了傳統(tǒng)并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度策略;之后,對比分析了以先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能為代表的新型儲能裝置與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池儲能在并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)優(yōu)化運行中帶來的經(jīng)濟效益。此外,面向電動汽車換電站的不斷普及與發(fā)展,對電動汽車換電站的調(diào)度模型進(jìn)行了研究,并建立計及電動汽車換電站的并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型。最后,在上述研究基礎(chǔ)上,綜合考慮先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能、燃?xì)廨啓C、分布式光伏、電動汽車換電站和柔性負(fù)荷的協(xié)調(diào)互動,并計及“源荷”雙側(cè)不確定性,建立了考慮“源荷儲”協(xié)調(diào)的微電網(wǎng)日前-實時調(diào)度模型。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)從面向日前優(yōu)化調(diào)度的角度,對傳統(tǒng)并網(wǎng)型光伏微電網(wǎng)中的各個部件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,其中計及了鉛酸蓄電池的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成本,利用離散變量法描述鉛酸蓄電池的狀態(tài)行為。通過改變電池容量計算不同儲能配置容量下微電網(wǎng)的收益與成本,研究結(jié)果表明微電網(wǎng)中的儲能裝置可以顯著提高分布式光伏利用率、減小燃?xì)廨啓C的配置容量、增加微網(wǎng)的運行經(jīng)濟性。(2)論文基于鉛酸蓄電池儲能和先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能電站的特性,考慮儲能裝置的全壽命周期等年值日均成本,以微電網(wǎng)經(jīng)濟性收益最大為目標(biāo)結(jié)合具體算例,采用控制變量法,通過已知額定功率改變額定容量和已知額定容量改變額定功率分析得出兩種不同的儲能模式對微電網(wǎng)經(jīng)濟性收益的影響,分別得到兩種儲能裝置的優(yōu)勢額定容量區(qū)間并分析了形成的原因。(3)論文類比排隊論模型建立了以換電站內(nèi)電池為主體的電動汽車換電站的有序充電模型,在此基礎(chǔ)上建立了含電動汽車換電站的并網(wǎng)型微電網(wǎng)經(jīng)濟性優(yōu)化調(diào)度模型。結(jié)合具體算例,分析了電動公共交通汽車通過換電站換電對微電網(wǎng)削峰填谷、提高光伏消納率和減少儲能配置方面的積極作用。量化分析了不同充電接口數(shù)量對微電網(wǎng)收益結(jié)果的影響,并得到了系統(tǒng)收益飽和時對應(yīng)的充電接口數(shù)量。(4)論文在上述研究成果的基礎(chǔ)上,綜合考慮燃?xì)廨啓C、柔性負(fù)荷、先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能裝置、電動汽車換電站和光伏電站的協(xié)調(diào)互動,采用電量電價彈性矩陣模型,構(gòu)建了日前分時電價環(huán)境下的柔性負(fù)荷響應(yīng)模型,并采用三角模糊數(shù)表示光伏、基線負(fù)荷和柔性負(fù)荷響應(yīng)量的預(yù)測不確定性建立了微電網(wǎng)日前-實時協(xié)調(diào)調(diào)度模型。最后以最大化微電網(wǎng)全天總運行收益為優(yōu)化目標(biāo)建立了計及“源荷儲”協(xié)調(diào)互動的微電網(wǎng)日前-實時協(xié)調(diào)調(diào)度模型,結(jié)合具體算例驗證了調(diào)度模型的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615
【圖文】：

電動汽車換電站有序充電站的運營模式是一個集充電與換電于一體的服務(wù)電站[54]，主要換的充放電裝置、儲存電池的電池柜和為電動汽行電池租賃模式，電池服務(wù)商通過購買出租電池照一定的協(xié)議規(guī)則租取一定數(shù)量的電池，再通過租電池。這種模式可以隔離電動汽車車主與電池電池的形式進(jìn)行購買，與傳統(tǒng)的充電樁模式的能投入資金。對換電站而言，作為中間商可以及時行維護和修理，提高用戶對購買電動汽車的積極站的結(jié)構(gòu)與有序充電模型動汽車換電站運營模式[49]如圖 4-1 所示：

負(fù)值表示 AA-CAES 裝置和電動汽車換電站處于充電工況；圖5-6（d）中正值表示負(fù)荷增加，負(fù)值表示負(fù)荷減少。(a) (b)0204060801001201401601 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23線負(fù)荷基(kW)時間(h)基線負(fù)荷短期預(yù)測值基線負(fù)荷超短期預(yù)測值

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2737713