考虑电网约束的微网分布式发电和储能的容量配置

发布时间：2017-09-20 00:09

  本文关键词：考虑电网约束的微网分布式发电和储能的容量配置

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【摘要】：微电网具备灵活的运行模式,且独立可控,可以有效地调节和消纳分布式发电,促进可再生能源的高效利用。而分布式发电和储能在同一微网节点接入电网,则可以利用储能电池良好的充放电特性,在负荷低谷期从网侧吸收电量并储存,在负荷高峰期释放电量供给微网内部用电需求,补偿分布式发电出力的间歇性,平滑功率波动,改善电能质量,有效地提高微网的供电可靠性和对分布式发电的消纳能力,同时能够降低微网联络线功率的峰谷差,响应上级电网对微网的调度约束,从而有效地提高电力设备的利用率、延缓输配电设备升级改造和降低电网的有功损耗。本文在并网条件下,考虑上级电网的约束,分别从供电可靠和用户收益两个角度出发,研究了各类典型微网的分布式发电和储能容量配置目标、评价标准以及约束条件,设计并求解了二者优化互补的容量配置模型,并通过算例分析,研究了各类典型微网对应的分布式发电和储能的容量配置策略。首先,详细分析了各类常见城市微网的新型负荷特性(包括电动汽车慢充桩、快充桩、路灯充电桩一体化设备等),研究了微网实用负荷模型的分析方法,并通过模糊聚类算法对各类微网负荷节点样本进行综合分类,得到了用于微网内分布式发电和储能容量配置的五类典型微网,为大量不同微网容量配置策略的研究建立工程应用基础。其次,采用JB统计量校验法,论证了分布式发电出力并非一定具备正态性,不能简单地一概采用正态概率分布模型进行估计,提出采用频率估计法研究整点时刻下分布式发电出力的概率分布模型,并通过置信区间法,结合估计可靠度、估计精度和经济性之间的关系,研究得到了用于求解容量配置模型的不同置信度下单位基本容量分布式发电的日出力曲线。然后,从供电可靠角度出发,以降低微网联络线功率的峰谷差为配置目标,建立分布式发电和储能优化互补容量配置的评价标准和约束条件,设计并求解微网内二者优化互补的容量配置模型,通过算例分析,研究了各类典型微网内分布式发电和储能的容量配置策略。最后,从用户收益角度出发,分析分布式发电和储能接入后给微网带来的收益,研究不同电价机制下各类典型微网对应的分布式发电和储能容量配置方案,并以此建立目标函数和约束条件,求解二者优化互补的容量配置模型,通过算例分析,研究了各类典型微网对应的容量配置策略。
【关键词】：微网 分布式发电 储能 容量配置 置信度 概率分布 线性规划
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景与意义12-13
• 1.1.1 课题研究背景12-13
• 1.1.2 课题研究意义13
• 1.2 课题研究现状13-18
• 1.2.1 微网负荷特性研究13-14
• 1.2.2 模糊聚类分析研究14
• 1.2.3 分布式发电出力曲线研究14-15
• 1.2.4 分布式发电和储能的容量配置研究15-17
• 1.2.5 最优化问题的算法研究17-18
• 1.3 本文研究内容18-20
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 研究思路18-20
• 2 微网负荷节点分类20-36
• 2.1 微网负荷分析20-27
• 2.1.1 办公区20-22
• 2.1.2 居民区22-24
• 2.1.3 工业区24-27
• 2.2 微网负荷模型27-30
• 2.2.1 负荷特性指标27-28
• 2.2.2 高校负荷模型28-30
• 2.3 微网分类算法30-35
• 2.3.1 模糊聚类的定义30-31
• 2.3.2 模糊聚类算法31-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 分布式发电出力曲线研究36-52
• 3.1 正态分布校验36-40
• 3.1.1 JB统计量的定义36-37
• 3.1.2 光伏出力数据的正态性校验37-38
• 3.1.3 风电出力数据的正态性校验38-40
• 3.1.4 小结40
• 3.2 分布式发电出力的概率分布模型40-46
• 3.2.1 置信度相关定义40-41
• 3.2.2 概率分布模型41-43
• 3.2.3 光伏出力的概率分布43-45
• 3.2.4 风电出力的概率分布45-46
• 3.3 不同置信度下的分布式发电日出力曲线46-50
• 3.3.1 置信度和置信区间的确定46-48
• 3.3.2 单位基本容量光伏的日出力曲线48-49
• 3.3.3 单位基本容量风电的日出力曲线49-50
• 3.3.4 小结50
• 3.4 本章小结50-52
• 4 分布式发电和储能的容量配置52-66
• 4.1 分布式发电和储能的容量配置模型52-55
• 4.1.1 配置目标52-53
• 4.1.2 评价标准53-54
• 4.1.3 约束条件54-55
• 4.2 出力设置55-57
• 4.2.1 负荷曲线55-56
• 4.2.2 微网联络线功率56-57
• 4.3 算法设计57-61
• 4.3.1 数学模型57-59
• 4.3.2 软件选择59-61
• 4.4 算例分析61-65
• 4.4.1 典型微网容量配置结果61-63
• 4.4.2 结果应用63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 考虑分布式发电和储能收益的容量配置66-78
• 5.1 经济性收益分析66-70
• 5.1.1 直接收益66-69
• 5.1.2 补贴政策69-70
• 5.2 分布式发电和储能的容量配置模型70-73
• 5.2.1 微网节点新分类70-71
• 5.2.2 配置目标71
• 5.2.3 经济性评价标准71-73
• 5.3 算例分析73-76
• 5.3.1 典型高校微网73-74
• 5.3.2 典型办公区微网74-76
• 5.4 本章小结76-78
• 6 结论与展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-84
• 附录A84-86
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果86-90
• 学位论文数据集90

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8 本报记者 于洪海;“可以像炒股一样炒电,且稳赚不赔”[N];中国能源报;2009年

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本文编号：884722