多因素影响的中国分布式能源并网策略研究

发布时间：2020-03-17 12:39

【摘要】：近年来,随着能源危机、环境污染和用电紧缺等矛盾日益突出,资源和环境友好的分布式能源得到了广泛关注和发展。分布式能源具有综合效率高、污染小和发电灵活等特点,其与大电网结合被认为是未来电力市场发展的主要方向。但是长期以来“并网难”却成为困扰分布式能源发展的一大难题。即使目前我国已经正式允许分布式能源并网运行,但涉及到并网的诸多环节仍然缺乏经验和指导。已有大量文献从技术角度对分布式能源并网涉及的电力系统控制等“硬”课题进行了研究,但从管理角度对分布式能源并网涉及的利益相关者的微观行为及并网策略等“软”课题进行研究的却相对较少。为此,本文从系统科学、管理科学和经济学视角出发,围绕分布式能源并网所涉及的众多影响因素和参与对象,借助于多主体建模的方法优势,将分布式能源并网参与者之间复杂的利益影响关系及相互博弈过程,转化为各主体在不同条件下的信息交互及行为调整,进而通过多主体仿真获得能够实现双赢的并网策略。论文主要研究工作及结论包括以下几个方面:(1)提出我国分布式能源的三个发展阶段及四种发展模式。按照时间顺序系统地整理了我国分布式能源的相关政策,根据政策的内容及相关性,并结合国内分布式能源发展的典型案例,总结出我国分布式能源发展的三个阶段,即初级阶段、规模实施阶段和转折阶段,明确了其发展轨迹及现阶段面临的主要问题。根据各阶段的分布式能源项目案例特征,提炼出四种发展模式及各自适用的条件,为不同模式下的并网策略研究提供基础。(2)分析了我国分布式能源并网运行的关键影响因素。在对分布式能源并网的各影响因素进行定性分析的基础上,应用DEMATEL方法对各因素进行关联分析,获得各因素间的因果关系和相对重要程度。然后运用ISM方法划分出各因素间的复杂递阶结构,确定表层、中层和深层因素。结果表明,并网技术、技术成熟度等是对分布式能源并网影响最大的因素,是分布式能源发展需要解决的最根本的问题。社会认可度、法律法规、生产成本等因素对分布式能源的发展有着最直接的影响,是分布式能源发展面临的最现实的问题。(3)构建了分布式能源系统和电网的并网合作模型。应用Multi-Agent理论,将参与并网的对象即分布式能源用户和电网公司作为区域电力市场的两类主体,将相关政策(如电价补贴、环境监督等)和市场环境(如燃料价格、设备价格等)作为外生变量,以各主体经济效益的相对变化作为其效用函数,通过各主体为了实现自身经济利益而不断交换信息、调整行为直至实现双赢的过程,动态展现出并网过程中二者的合作博弈关系。(4)提出了能够实现双赢的三种并网策略及其应用条件。针对在分布式能源发展初期影响较大的电价补贴因素、有利于提高清洁能源积极性的环境效益因素及影响发电利润的燃料及设备成本因素,分别提出了并网的电价补贴策略、环境效益策略及规模效益策略。在并网不上网和并网上网模式下,对三种策略中各主体的行为进行了仿真。利用Java语言编程实现了不同应用条件下的并网策略执行情况的仿真。所得结论在我国分布式能源允许并网运行的初级阶段可作为公司间合作的参考和政策制定的理论依据。
【图文】：

分布式能源,世界各国

使未来的电力行业呈现全新的面貌，在电力竞争性市场建立后分布式能重要，将会与现有电力系统结合形成更加高效和灵活的电力市场。统的集中式供电系统相比，分布式能源接近负荷，不需要进行远距离高压减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；同时由于其兼具发电、供，分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用，综合能源利用效率可达6设备启停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料，较之传统的集中式7]。根据西方国家的经验，大电网和分布式能源系统相结合是节省投资、全性和灵活性的重要途径[18]。分布式能源的大规模应用将对能源、尤其调整和技术进步产生深刻的影响，改变能源的生产、供给和消费方式，力。据国际分布式能源联盟 WADE（WorldAlliance for Decentralized Ene技术可应用于任何工业化国家或新型经济体。图 1.1 为“WADE2006 年 ” 中所获得的各国分布式能源的发展情况（来源于 WADE .localpower.org/deb_where.html）。

原理图,联供,天然气,原理图

图 2.1 天然气冷热电联供系统工作原理图2.2 技术研究分布式能源并网首先要解决的是技术问题，只有技术条件成熟了，才能允许并电力系统中引入分布式能源所带来的运行上的问题包括：调压、继电保护、储能、、电闪、谐波、变压器接地、故障定位、孤岛检测等。对这些技术点的关注引出了研究课题。2.2.1 储能技术风电、太阳能发电由于自身所固有的随机性、间歇性等特征，决定了其规模化发电网调峰和系统安全运行带来影响，，这也是造成风电和光伏发电上网难的主要原因能源系统，尤其是可再生能源的分布式能源系统中储能技术的应用，可以稳定供电
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：F426.2

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