考虑不确定性的综合能源系统日前优化调度研究

发布时间：2020-08-27 23:59

【摘要】：随着能源安全和环境污染问题的矛盾越发凸显,综合能源系统作为实现可再生能源消纳和区域稳定供电、供冷、供热技术一体化的主要技术手段,成为了能源领域的研究热点。为了提高可再生能源的消纳规模,充分利用多种能源的耦合性,提高能源利用率,本文从提高系统的稳定效益和经济效益角度出发,围绕考虑不确定性的综合能源系统日前优化调度方法展开研究,主要工作如下:(1)针对可再生能源的间歇性、负荷预测的波动性、机组故障的随机性等不确定性因素,结合态势感知的风险分析能力,构建基于态势感知的综合能源系统优化调度模型。在模型中,添加了态势要素觉察模块对于不确定性因素的建模与态势理解模块的风险协调约束方程,同时将综合能源系统的风险指标转化为风险费用计入目标函数之中。算例分析验证了该方法的有效性,且兼顾了决策的安全性和经济性(2)为了便于综合能源系统的能量流分析、优化运行、需求侧管理,提出了一种改进的能源集线器模型,并对其进行了精确的建模,实现多种能源类型的转化、输送、存储、分配功能。再引入不同储能设备的参与因子来评价不同设备对于平抑不确定性波动的能力,构建了基于能源集线器的综合能源系统可调鲁棒日前调度模型,利用对偶原理将鲁棒约束转化为混合整数规划。通过算例分析了优化结果的多能互补情况、不同储能设备的参与因子分布,降低了系统的备用,提高调度经济性。(3)在上述研究的基础上,参与研发了浙江大学华南工业技术研究院智能电网中心的MI-5000综合能源管理系统,研究了可再生能源预测、优化调度的实际工程应用,将光伏出力预测、负荷需求预测、优化调度等研究成果进行了工程化的系统模块实践,并对系统的功能架构、开发软件配置、实际功能效果进行了详细的介绍说明。研究成果能够为国内综合能源系统的管理控制提供了一种通用有效的手段,提高综合能源系统的管理效率和经济效益。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73;TK01
【图文】：

态势感知过程大致可以分为态势要素觉察（ＰｅｒｃｅＰｔｉｏｎ邋）、态势理解逡逑（Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｏｎ）、态势预测（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）邋３个阶段，基于态势感知的综合能源系逡逑统优化调度的基本架构如图２．１所示。逡逑厂逦Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ邋Ａｗａｒｅｎｅｓｓ逡逑Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋逦｜逦＾邋Ｌｅｖｅｌ邋１逦逦＾邋Ｌｅｖｅｌ邋２逦逦＾邋Ｌｅｖｅｌ邋３逦１逡逑ｅｎｅｒｇｙ邋ｓｙｓｔｅｍ逦Ｖ邋＾邋Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ逦Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｏｎ逦Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ邋Ｊ逡逑逦逦邋＼逦逦逦Ｊ邋＼逦邋ｊ逦Ｖ逦－■逡逑逦邋Ａｃｔｉｏｎｓ逦逦邋Ｏｐｅｒａｔｏｒｓ邋＾逦逡逑Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ逦Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ逡逑图２．１基于态势感知的综合能源系统优化调度基本架构逡逑２．２．１态势要素觉察模块逡逑态势要素觉察本意为检测和获取被感知对象的重要信息或元素，在实际综合逡逑能源系统中主要包括以下几类信息：①环境信息：历史天气信息，数字气象实况，逡逑区域微气象预测信息，灾害与极端天气预警信息等；②系统实况监测数据：可再逡逑生能源出力的波动数据，需求侧响应数据，系统实时备用容量数据，储能设备的逡逑充放电数据，可控机组的处理实况数据等；③设备信息：设备参数，可再生能源逡逑检修计划，历史故障情况，储能设备历史电荷状态数据等；④风力发电、光伏发逡逑电等可再生能源的预测出力变化曲线。在整个态势感知技术中，态势要素觉察模逡逑块的数据采集、传输、存储是后续计算处理的重要基础。逡逑由于大部分觉察数据可以通过实时ＳＣＡＤＡ、动态ＰＭＵ、设备监控等技术来逡逑进行统一获取和整理

２．４．１算例模型逡逑本章算例模型采用国际电网组织（Ｃ１ＧＲＥ）使用的典型丹麦低压综合能源系逡逑统模型［４２］，并进行了适当修改。如图２．３所示，该系统主要包括３０ＷＦ风机、２０逡逑光伏电池、４０Ａ－Ｆ微型燃气轮机、２５／ＷＴ柴油发电机，用户最大负荷为１９９逡逑Ａｆｄ，最小负荷１８．４Ａｆｄ，综合能源系统与外部电网联络线的传输容量限值为逡逑８０其中综合能源系统包含的的分布式电源参数如图２．３所示。逡逑１８逡逑

逑决策结果输出逡逑图２．２改进遗传算法流程图逡逑２．４算例分析逡逑２．４．１算例模型逡逑本章算例模型采用国际电网组织（Ｃ１ＧＲＥ）使用的典型丹麦低压综合能源系逡逑统模型［４２］，并进行了适当修改。如图２．３所示，该系统主要包括３０ＷＦ风机、２０逡逑光伏电池、４０Ａ－Ｆ微型燃气轮机、２５／ＷＴ柴油发电机，用户最大负荷为１９９逡逑Ａｆｄ，最小负荷１８．４Ａｆｄ，综合能源系统与外部电网联络线的传输容量限值为逡逑８０其中综合能源系统包含的的分布式电源参数如图２．３所示。逡逑１８逡逑

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本文编号：2806791