考虑“源荷储”协调互动的并网型光伏微电网调度策略研究

发布时间：2020-07-02 04:01

【摘要】：为了应对化石能源短缺与环境污染问题,全球诸多国家均大力发展以分布式光伏为代表的可再生能源发电技术。然而,由于光伏出力固有的间歇性和波动性等不友好特征,分布式光伏大规模并网时将对电网的安全稳定运行带来不利影响,严重制约了分布式光伏的消纳水平。为了解决分布式光伏并网消纳的问题,将其通过并网型光伏微电网接入配电网,是应对大规模分布式光伏消纳问题的安全有效措施之一。因此,开展研究面向并网型光伏微电网的优化运行问题具有理论价值和现实意义。随着新型储能技术的不断成熟,电动汽车技术的快速发展与应用,柔性负荷占比的显著提升和需求响应技术的日益完善,并网型光伏微电网中的可调度资源将愈加丰富。面向上述发展趋势,本文以提升分布式光伏就地消纳率和提高并网型光伏微电网运行收益为优化目标,研究计及“源侧”、“荷侧”、“储侧”调度资源协调互动的微电网优化调度策略。首先,本文深入分析了传统并网型光伏微电网的优化调度策略;之后,对比分析了以先进绝热压缩空气储能为代表的新型储能装置与传统铅酸蓄电池储能在并网型光伏微电网优化运行中带来的经济效益。此外,面向电动汽车换电站的不断普及与发展,对电动汽车换电站的调度模型进行了研究,并建立计及电动汽车换电站的并网型光伏微电网优化调度模型。最后,在上述研究基础上,综合考虑先进绝热压缩空气储能、燃气轮机、分布式光伏、电动汽车换电站和柔性负荷的协调互动,并计及“源荷”双侧不确定性,建立了考虑“源荷储”协调的微电网日前-实时调度模型。论文主要研究内容如下:(1)从面向日前优化调度的角度,对传统并网型光伏微电网中的各个部件进行数学建模,其中计及了铅酸蓄电池的状态转换成本,利用离散变量法描述铅酸蓄电池的状态行为。通过改变电池容量计算不同储能配置容量下微电网的收益与成本,研究结果表明微电网中的储能装置可以显著提高分布式光伏利用率、减小燃气轮机的配置容量、增加微网的运行经济性。(2)论文基于铅酸蓄电池储能和先进绝热压缩空气储能电站的特性,考虑储能装置的全寿命周期等年值日均成本,以微电网经济性收益最大为目标结合具体算例,采用控制变量法,通过已知额定功率改变额定容量和已知额定容量改变额定功率分析得出两种不同的储能模式对微电网经济性收益的影响,分别得到两种储能装置的优势额定容量区间并分析了形成的原因。(3)论文类比排队论模型建立了以换电站内电池为主体的电动汽车换电站的有序充电模型,在此基础上建立了含电动汽车换电站的并网型微电网经济性优化调度模型。结合具体算例,分析了电动公共交通汽车通过换电站换电对微电网削峰填谷、提高光伏消纳率和减少储能配置方面的积极作用。量化分析了不同充电接口数量对微电网收益结果的影响,并得到了系统收益饱和时对应的充电接口数量。(4)论文在上述研究成果的基础上,综合考虑燃气轮机、柔性负荷、先进绝热压缩空气储能装置、电动汽车换电站和光伏电站的协调互动,采用电量电价弹性矩阵模型,构建了日前分时电价环境下的柔性负荷响应模型,并采用三角模糊数表示光伏、基线负荷和柔性负荷响应量的预测不确定性建立了微电网日前-实时协调调度模型。最后以最大化微电网全天总运行收益为优化目标建立了计及“源荷储”协调互动的微电网日前-实时协调调度模型,结合具体算例验证了调度模型的有效性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615
【图文】：

结构图,电动汽车,电站,电池

电动汽车换电站有序充电站的运营模式是一个集充电与换电于一体的服务电站[54]，主要换的充放电装置、储存电池的电池柜和为电动汽行电池租赁模式，电池服务商通过购买出租电池照一定的协议规则租取一定数量的电池，再通过租电池。这种模式可以隔离电动汽车车主与电池电池的形式进行购买，与传统的充电桩模式的能投入资金。对换电站而言，作为中间商可以及时行维护和修理，提高用户对购买电动汽车的积极站的结构与有序充电模型动汽车换电站运营模式[49]如图 4-1 所示：

并网型,光伏,基线,负值

负值表示 AA-CAES 装置和电动汽车换电站处于充电工况；图5-6（d）中正值表示负荷增加，负值表示负荷减少。(a) (b)0204060801001201401601 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23线负荷基(kW)时间(h)基线负荷短期预测值基线负荷超短期预测值

【参考文献】