热电厂参与风电清洁供暖的博弈论机制设计与效益分析

发布时间：2017-10-22 11:17

  本文关键词：热电厂参与风电清洁供暖的博弈论机制设计与效益分析

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【摘要】：随着人类社会飞速发展,化石燃料的大量利用对自然与社会造成了严重的污染,为此我国出台了大量的政策与法规推行清洁能源的生产、建设以及利用方法。作为最为主要的清洁能源之一:风电的发展十分迅速,但也因为风电并网规模的迅猛增加和能源利用结构的滞后,使得风电资源出现了生产端的十分严重的弃风现象,在用电端也受到了争议。为此国家能源局出台了《关于开展风电清洁供暖工作的通知》来号召利用风电直接参与供暖。本文正是立足于文件精神,结合我国北方冬季特殊的电力环境,对基于电锅炉的热电厂参与风电清洁供暖方案展开了研究。1)本文首先阐述了风电特征与弃风现象出现的原因,揭示了“以热定电”约束生成的原因和对弃风现象的影响,并结合国内外研究经验,系统地描述了几种热电厂参与风电消纳的可行性办法。2)提出了一种热电厂使用电锅炉参与风电清洁供暖的博弈交易机制。以电网、风电厂、热电厂作为交易参与者,利用电锅炉提供额外热供应从而一定程度的绕开“以热定电”约束,并增加了额外的电负荷,实现了双重调峰、双重弃风消纳,使得热电厂有效的参与到风电清洁供暖中来。3)分析了在合作博弈与非合作博弈情况下,参与者不同的行为方式,交易目的以及利益分配方法。使用博弈论作为理论工具分析参与者对于交易的积极性,并根据积极性进行机制设计以使得交易更加具有公平、效率,提升交易参与者的积极性。并根据算例分析,证明了交易纳什均衡的存在,并分析各个影响因素,证明了机制有效。4)对热电厂建立了整体等效微网模型,并使用HOMER仿真软件对两种仿真模型进行了仿真,探讨了交易方案对于热电厂经济效益的影响。实验证明,热电厂通过购置电锅炉可以有效的保障热负荷的供应,一定程度的减少自身运行成本,并提供可观的弃风消纳电量,从而证明了方案的可行与有效。
【关键词】：电锅炉 风电供暖 博弈论 弃风消纳 纳什均衡
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832;TM621
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 基本原理15-25
• 2.1 风电特征分析15-19
• 2.1.1 风电特征概述15-17
• 2.1.2 对于电力系统的影响17-18
• 2.1.3 弃风电力的基本概念18-19
• 2.2 热电机组概述19-20
• 2.2.1 燃煤热电机组基本介绍19
• 2.2.2 热电机组的类型19-20
• 2.3 博弈论概述20-24
• 2.3.1 博弈论基本概念20-22
• 2.3.2 合作与非合作博弈22-23
• 2.3.3 纳什均衡性质分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 热电厂参与风电供暖方案的博弈分析25-34
• 3.1 热电厂消纳风电可行方案25-27
• 3.1.1 旁路补偿供热方案25-26
• 3.1.2 储热补偿供热方案26
• 3.1.3 基于电锅炉的热补偿方案26-27
• 3.2 基于电锅炉热电厂利用风电参与清洁供暖的方案27-30
• 3.2.1 原理分析27
• 3.2.2 运行基本约束27-28
• 3.2.3 方案计算模型28-30
• 3.3 博弈行为分析30-32
• 3.3.1 交易方式分析30
• 3.3.2 合作博弈下的行为分析30-32
• 3.4 电锅炉基本介绍32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 非合作博弈下运行分析与机制设计34-49
• 4.1 非合作博弈方案运行分析34-36
• 4.1.1 原始博弈分析34-35
• 4.1.2 嵌套博弈分为分析35-36
• 4.2 旁支付机制设计36-37
• 4.2.1 基于序贯博弈的旁支付机制设计36-37
• 4.2.2 三层嵌套博弈风电消纳交易机制37
• 4.3 参与者的支付函数37-40
• 4.3.1 参与者收益函数38
• 4.3.2 参与者偏好分析38-40
• 4.3.3 支付函数40
• 4.4 算例仿真40-48
• 4.4.1 纳什均衡的存在性证明41-42
• 4.4.2 旁支付系数影响分析42-44
• 4.4.3 基于MATLAB的风火替代交易仿真平台44-46
• 4.4.4 仿真平台流程分析46-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 微网等效模型与效益仿真分析49-61
• 5.1 微网概述49
• 5.2 等效微网架构建模49-52
• 5.2.1 热电机组50
• 5.2.2 风力发电系统50-52
• 5.2.3 电锅炉52
• 5.2.4 储能系统52
• 5.3 HOMER仿真平台及其工作原理52-55
• 5.3.1 HOMER仿真原理介绍52-53
• 5.3.2 HOMER仿真结构与步骤53-55
• 5.4 算例仿真以及设置数据55-56
• 5.5 热电厂参与风电清洁供暖交易效益分析56-60
• 5.5.1 热电厂微网架构仿真56-57
• 5.5.2 交易可行性验证57-59
• 5.5.3 等效微网效益分析59-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 研究工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-69
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目69

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3 叶宇海,赵一飞;从博弈论看航运企业的强强合并[J];国际商务研究;2001年01期

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本文编号：1078135