含多能源站的电气热综合能源系统区间运行优化和博弈均衡研究

发布时间：2020-09-18 20:15

　　 随着分布式能量管理系统、分布式供/储能技术和设备的发展和应用,以及分布式可再生能源的广泛接入,未来终端用户将越来越多采用社区型分布式能源站的方式来满足冷/热/电等多种终端能源消费形式的需求。用户以社区型能源站的方式接入广域综合能源系统之后,未来能源系统将呈现分层分区、自治协调的系统架构。同时,综合能源市场将逐步形成。基于上述判断,有必要研究未来能源系统中考虑不确定性的分布式供需协调调度和市场均衡机制。本文以配置可再生能源和电热储能的社区型分布式冷热电联供能源站,以及含有多个能源站的广域电气热综合能源系统为对象,开展了以下研究:(1)建立了社区型冷热电联供能源站的系统概念化框架,考虑一次侧电、热、气输入,采用区间方式描述站内可再生能源和冷热电的不确定性,建立并求解了分布式冷热电能源站的日前区间调度模型,通过算例分析了系统在不确定情况下的运行区间,不确定度对购能区间和经济性的影响,以及峰谷能价对购能不确定性时间分布的影响。(2)构建考虑不确定备用的含高比例风电的电热联合系统和天然气站日前区间调度模型,与多能源站共同构成广域综合能源系统模型。针对其分区自治协调的特点,基于目标级联分析法实现各能源站和电气热系统的日前分布式区间调度,分析了系统多能供需区间协调情况和不确定度的影响。(3)在广域综合能源系统框架和模型的基础上,建立了供需两侧主从博弈模型,实现供能侧电热系统和天然气系统的非合作竞争和其与需求侧能源站的主从竞争,基于跟随者最优响应采用不动点迭代法求解博弈模型,分析了多能价格和供需区间的博弈均衡,对比了博弈框架与调度框架下的系统经济性指标。本文的研究表明分布式能源站的多能互补和电热储能能力有利于响应购能价格信号,进而使系统输入不确定区间实现多能互补和削峰填谷,从而达到优化运行。进一步,通过供需两侧的分布式协调调度,协调各个能源站的电气热需求区间对供能侧的出力和备用需求,实现多能转换和削峰填谷,促进风电的消纳和系统的安全经济运行。另外,与协调调度框架相比,主从博弈均衡中供能侧收益更高,但系统总体不能达到最优,因此需要有效市场监管规范能源市场交易。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM73;TK01
【部分图文】：

冷机 40 3 10冷机 36 1.5 15表 2-2 能源站储能设备信息类容量（MWh）损耗率最大充放速率比值充放效率维护/M 10 0.02 0.4 0.95 60 0.1 1 0.95 表 2-3 峰谷平电价信息具体时段 电价（8:30-10:59 13:00-14:59 18:00-20:59 6:00-7:59 111:00-12:59 15:00-17:59 21:00-21:59 22:00-5:59

表 2-3 峰谷平电价信息具体时段 电价（8:30-10:59 13:00-14:59 18:00-20:59 6:00-7:59 11:00-12:59 15:00-17:59 21:00-21:59 22:00-5:59 图 2-3 电、冷、热负荷预测区间

第二章 社区型冷热电能源站的日前区间优化调度型中没有讨论燃气机组的环境效益，其氮氧化物排放的处理问题使小型燃气内燃机组的设备维护费比算例给出的数据更大，将影响优化的结果。购电费用的相对差值非常大，达到最劣值的 50%以上，是因为光伏的大量接入及较大不确定性使系统在最优和最劣情况下的购电量有很大的差异，可以在后面的电功率平衡分析中看到。

【参考文献】

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1 王毅;张宁;康重庆;;能源互联网中能量枢纽的优化规划与运行研究综述及展望[J];中国电机工程学报;2015年22期

2 栗然;党磊;董哲;周鸿鹄;;分时电价与风储联合调度协调优化的主从博弈模型[J];电网技术;2015年11期

3 贾宏杰;王丹;徐宪东;余晓丹;;区域综合能源系统若干问题研究[J];电力系统自动化;2015年07期

4 蒲天骄;刘克文;李烨;董雷;陈乃仕;刘广一;;基于多代理系统的主动配电网自治协同控制及其仿真[J];中国电机工程学报;2015年08期

5 王守相;王栋;韩亮;;考虑不确定性的微网日前经济优化调度区间线性规划方法[J];电力系统自动化;2014年24期

6 梅生伟;魏椺;;智能电网环境下主从博弈模型及应用实例[J];系统科学与数学;2014年11期

7 孙宏斌;张伯明;吴文传;郭庆来;;自律协同的智能电网能量管理系统家族:概念、体系架构和示例[J];电力系统自动化;2014年09期

8 郭均鹏,李汶华;区间线性规划的标准型及其最优值区间[J];管理科学学报;2004年03期

本文编号：2822126