本文關(guān)鍵詞：虛擬電廠的負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度研究

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【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重,新能源發(fā)展越來越受到世界各國的重視。然而,隨機(jī)性、間歇性的新能源接入電網(wǎng),將給電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來新的問題。虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)可以大規(guī)模有效集成地域分散、類型各異的分布式新能源和用戶負(fù)荷,打破發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)界限,提高供電可靠性,是解決新能源入網(wǎng)問題的重要手段。本文以促進(jìn)新能源并網(wǎng)發(fā)電的規(guī)�；瘧�(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),引入VPP概念,進(jìn)行了VPP的負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度問題的研究。首先,針對小規(guī)模新能源入網(wǎng)問題,本文在分析了VPP各分布式電源(Distributed generator, DG)發(fā)電成本的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了計(jì)及環(huán)境效益的VPP經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度模型,設(shè)計(jì)了基于小水電季節(jié)特性的VPP運(yùn)行策略。以各時段內(nèi)VPP實(shí)際出力跟蹤計(jì)劃出力、同時VPP發(fā)電成本和環(huán)境成本最小為目標(biāo),通過粒子群算法計(jì)算得到VPP各DG的出力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,將小規(guī)模新能源和部分可控DG構(gòu)建成VPP,通過負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度,可以降低新能源出力波動對電網(wǎng)影響和DG發(fā)電總成本。其次,配電網(wǎng)分時電價可以激勵VPP參與電網(wǎng)削峰填谷,降低發(fā)電成本,獲得更好的效益。針對大規(guī)模新能源入網(wǎng)時輸出功率不確定性和配電網(wǎng)分時電價對發(fā)電側(cè)的影響,本文設(shè)計(jì)了基于分時電價的VPP運(yùn)行策略,以各時段內(nèi)獲得收益最大為目標(biāo),構(gòu)建了基于分時電價的VPP經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度模型,采用粒子群算法得到VPP各能源的出力。仿真結(jié)果表明所建模型合理,當(dāng)大規(guī)模新能源電力接入電網(wǎng)時,基于分時電價的VPP采用抽水蓄能和儲能電池聯(lián)合運(yùn)行策略,通過負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度能獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和電能質(zhì)量。最后,針對大規(guī)模新能源消納水平有限的困境,綜合考慮發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)作用機(jī)理,將負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)納入VPP負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度。以基于消費(fèi)者心理學(xué)的分時電價用戶響應(yīng)原理預(yù)測的負(fù)荷曲線為基礎(chǔ),綜合考慮負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)資源對新能源消納和系統(tǒng)運(yùn)行的影響,以新能源消納量最大、系統(tǒng)運(yùn)行成本和環(huán)境成本最小為目標(biāo),建立了計(jì)及負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行的VPP多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,通過分目標(biāo)乘除法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)之后,采用自適應(yīng)免疫疫苗算法對模型進(jìn)行求解。以某區(qū)域電網(wǎng)為實(shí)例進(jìn)行仿真說明,驗(yàn)證了計(jì)及負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行的VPP通過負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度,能夠有效降低系統(tǒng)運(yùn)行成本和對環(huán)境影響,提高新能源消納水平。
【關(guān)鍵詞】：虛擬電廠 新能源 需求響應(yīng) 發(fā)電成本 分時電價 環(huán)境成本 抽水蓄能 儲能電池 多目標(biāo)優(yōu)化 分目標(biāo)乘除法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM73;TM62
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 傳統(tǒng)負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度發(fā)展歷程13-14
• 1.2.2 含新能源的虛擬電廠負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文所做的主要工作16-18
• 第2章 計(jì)及環(huán)境效益的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度研究18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 虛擬電廠各分布式電源成本分析18-20
• 2.2.1 可再生能源發(fā)電成本分析19
• 2.2.2 微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電成本分析19-20
• 2.3 計(jì)及環(huán)境效益的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度模型20-23
• 2.3.1 目標(biāo)函數(shù)20-21
• 2.3.2 虛擬電廠計(jì)劃出力21
• 2.3.3 虛擬電廠運(yùn)行策略21-22
• 2.3.4 約束條件22-23
• 2.4 粒子群算法求解虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度模型23
• 2.5 算例分析23-28
• 2.5.1 虛擬電廠出力偏差23-24
• 2.5.2 相關(guān)數(shù)據(jù)24-25
• 2.5.3 仿真研究及分析25-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第3章 基于分時電價的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化調(diào)度研究30-41
• 3.1 引言30-31
• 3.2 基于分時電價的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度模型31-33
• 3.2.1 目標(biāo)函數(shù)31
• 3.2.2 虛擬電廠計(jì)劃出力31-32
• 3.2.3 約束條件32-33
• 3.3 基于分時電價的虛擬電廠運(yùn)行策略33-35
• 3.3.1 分時電價對虛擬電廠運(yùn)行的影響33
• 3.3.2 基于分時電價的虛擬電廠運(yùn)行方式33
• 3.3.3 基于分時電價的虛擬電廠運(yùn)行策略33-34
• 3.3.4 基于分時電價的虛擬電廠運(yùn)行流程34-35
• 3.4 算例分析35-40
• 3.4.1 不可控分布式電源出力預(yù)測35-36
• 3.4.2 結(jié)果分析36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 計(jì)及負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)的虛擬電廠多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度研究41-56
• 4.1 引言41-42
• 4.2 負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行對虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度的影響42-47
• 4.2.1 負(fù)荷側(cè)對虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度的影響42-44
• 4.2.2 發(fā)電側(cè)對虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度的影響44-45
• 4.2.3 負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行對虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度的影響45-47
• 4.3 計(jì)及負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行的虛擬電廠多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型47-50
• 4.3.1 目標(biāo)函數(shù)47-48
• 4.3.2 約束條件48-49
• 4.3.3 負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)協(xié)調(diào)運(yùn)行虛擬電廠多目標(biāo)優(yōu)化模型49-50
• 4.4 算例分析50-55
• 4.4.1 基于自適應(yīng)免疫疫苗算法求解虛擬電廠多目標(biāo)優(yōu)化模型50-51
• 4.4.2 算例參數(shù)51-52
• 4.4.3 仿真結(jié)果分析52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63
• 致謝63

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本文編號：637153