再分配功率电价制度下基于储能与电动车的居民集群需求响应研究

发布时间：2021-08-25 00:36

　　在全球倡导低碳的背景下,电动车在城市的普及率逐年提高,在已有的分时电量电价制度下（以用电量计算电费）,电动车集中在夜间低费率时段充电,带来新的负荷高峰,因此已有分时电量电价制度已经不能达到引导用户削峰填谷的目的。本文采用一种新型电价制度——再分配功率电价制度（以用户负荷峰值计算电费）,该电价制度能够引导用户自发限制负荷峰值,达到削峰填谷的目的。本文研究再分配功率电价制度下居民集群实现基于储能与电动车集群的需求响应。提出的三个研究问题为:（1）在再分配功率电价制度下,居民集群应采取的储能系统结构、储能需求响应策略与经济可行性;（2）集群规模对集群需求响应经济性的影响;（3）储能与电动车集群协同参与需求响应应采取的策略与经济可行性。基于以上问题,本文的研究内容为:（1）采用实际的再分配功率电价制度,提出了分时负荷限制策略,将提出的策略应用于采用两种储能系统结构——集中储能与分布储能的居民集群,通过Python编程模拟得出集群全年负荷曲线与全年总成本,采用遗传算法优化得到使全年总成本最低的储能设计参数与系统控制参数。（2）研究了集群规模对集群需求响应经济性的影响,得出使户均全年总成本最低的最... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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电器负荷建模示意图

浙江大学硕士学位论文2能源系统程序建模13图2.1电器负荷建模示意图储能负荷建模的内容是确定储能设备在充放电过程中的转换效率和能量损失，并以此实现：（1）充电时，已知储能设备输入功率，确定储能设备的化学能转换功率；（2）放电时，已知储能设备输出功率，确定储能设备的化学能消耗功率。本文采用的储能技术为液流电池。液流电池的原理是利用流动的正负极电解液作为活性物质，正负极电解液同时流经双极板时发成电化学反应，完成电池的充放电过程。其特点是充放电次数多，容量大，寿命长，因此适用于需求响应的调峰调频[10]。液流电池的充放电能量流和损失如图2.2所示：充放电过程均包含泵损失、变压器损失和反应损失。相关的储能效率参数为反应效率，变压器效率，其中反应效率计算公式如下式。本文采用的全钒液流电池的设备参数为：变压器效率0.98，电流效率0.98，电压效率0.95，泵损0.02，最大放电深度为0.9。额定充放电功率与额定容量为优化参数，将在下文详细叙述[48]。reactionvoltagecoulombic=(2.2)图2.2液流电池能量流动及损失

浙江大学硕士学位论文3储能系统结构与集群规模案例研究173储能系统结构与集群规模案例研究本章研究集群用户的储能系统结构，包括集中储能与分布储能，比较两种储能系统在再分配功率电价制度和提出的储能充放电控制策略下的经济性。同时研究集群用户规模、储能设备效率对经济性的影响。3.1储能系统结构与控制策略——集中储能与分布储能本文采用的两种储能系统结构如图3.1所示。图(a)为集中储能，该系统结构包括20户居民用户组成的集群，20户用户共享的集中储能设备，以及控制储能设备充放电行为的集中控制单元。20户用户和集中储能设备从电网获取电能，同时20户用户也可以从集中储能设备获取电能。集中储能设备的设计参数额定功率PC，额定容量EC根据用户集群负荷设计。中心控制单元搜集集群用户负荷P，集中储能设备的电量状态SoC，根据预设的集群负荷限制DL，以及集中储能设备额定功率PC，决定储能设备的充放电行为。具体为，当集群负荷低于集群负荷限制DL时，集中储能设备充电，充电功率由集群负荷与集群负荷限制DL的差值、集中储能设备的额定功率PC、集中储能设备的电量状态SoC决定（电量充满即不再继续充电），见公式(3.1)；当集群负荷高于集群负荷限制，集中储能设备放电，放电功率由集群负荷与集群负荷限制DL的差值，集中储能设备的额定功率PC，集中储能设备的电量状态SoC决定（电量低至SoC=0.1即不再放电，保证储能设备的能量转换效率与使用寿命），见公式(3.2)。居民用户集群对电网的净负荷为集群负荷与集中储能设备负荷之和，见公式(3.3)，并以此计算居民用户集群的总用电费用。图3.1集中储能与分布储能系统结构图：(a)集中储能，(b)分布储能


本文编号：3361031