考虑可移动储能技术的SCUC模型与算法研究

发布时间：2021-03-25 17:23

随着主要能源由化石燃料转向可再生能源,电力行业经历着前所未有的挑战。要实现这一转变,主要需要解决两个问题:一是如何从远方向负荷中心大规模传输可再生能源;二是如何在负荷侧应对可再生能源的随机性。快速发展的储能技术为解决上述问题提供了一种行之有效的方法。其中,由于电池储能体积小、能量密度高,安装地点无严格要求,使得基于电池的储能系统具备了可移动的潜力。利用电池储能运输技术可以在可再生能源富集区储存能量,再通过公共交通系统运输至负荷中心供电,从而解决制约可再生能源大量接入和高效使用的传输与可控两大问题。本文以电池储能和公共运输系统为切入点,对大规模可移动储能通过与铁路交通协调参与发电调度的策略进行研究。本文首先采用了时空网络模型描述铁路运输网络,通过引入电力系统与铁路网络公共节点的概念,将铁路系统可移动储能的车辆路径问题与电力系统安全约束机组组合问题结合在一起,建立了一个可移动储能参与电力系统发电调度模型,并分别采用改进的6节点系统和118节点系统算例进行了仿真分析。算例结果表明,可移动储能可通过在运输路线中各站点的充电、放电切换实现可再生能源的有效利用,缓解电网阻塞,并降低联合系统的运行成本。接下来,本文基于拉格朗日分解法和改进梯度法,提出了一种电力系统与铁路交通协调调度模型的求解算法,加快了模型的求解效率,然后采用了一个改进118节点系统算例进行了仿真分析,验证了所提模型以及求解算法的实用性。此外,算例结果还表明了,可移动储能的最优运输路线高度依赖于车站节点的边际电价,而车辆基站的选择也将影响联合系统的运行成本。最后,本文以2018年美国东部电网规划为例,证明了电池储能运输技术潜在的实用价值。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM73;TK02

文章目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 课题研究背景

1.1.2 课题研究意义

1.2 国内外研究动态

1.2.1 储能技术发展概述

1.2.2 可移动储能参与电网调度研究

1.3 论文的研究内容与结构

第2章电力系统和公共运输系统

2.1 电力系统机组组合问题

2.1.1 常规机组组合问题

2.1.2 机组组合求解算法

2.1.3 安全约束机组组合问题

2.2 公共交通运输系统问题

2.2.1 路网

2.2.2 客户

2.2.3 配送中心

2.2.4 车辆

2.2.5 路径

2.2.6 目标

2.3 本章小结

第3章大规模可移动储能参与发电调度模型

3.1 大规模可移动储能概念

3.1.1 时空网络介绍

3.1.2 基于时空网络的BEST模型

3.2 考虑BEST的SCUC模型

3.2.1 SCUC的目标函数

3.2.2 电力系统约束

3.2.3 火力发电机组约束

3.2.4 线路传输约束

3.2.5 可移动储能约束

3.3 算例分析

3.3.1 电池数据

3.3.2 IEEE6节点系统

3.3.3 IEEE118节点系统

3.4 本章小结

第4章基于拉格朗日松弛的电力系统与铁路交通协调解耦算法

4.1 可移动储能建模

4.1.1 储能设备约束

4.1.2 基于时空网络的VRPTW约束

4.2 BEST模型

4.2.1 目标函数

4.2.2 电网运行约束

4.2.3 储能与电网之间能量交换约束

4.3 BEST算法分解

4.3.1 拉格朗日分解

4.3.2 改进次梯度法

4.3.3 BEST求解过程

4.4 算例分析

4.4.1 IEEE118节点系统

4.4.2 BEST技术的潜在应用价值

4.5 本章小结

第5章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

【参考文献】