【摘 要】
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近年来我国清洁能源消费量占能源消费总量的比重稳步提升,为我国环保事业做出了巨大贡献。然而高比例清洁能源的接入会让电力系统运行方式更加多样化、电网交直流连接更复杂化。需求响应资源灵活可控,在参与电网调度的过程中能够缓解其调峰压力并降低系统的运行成本。随着泛在物联网建设的蓬勃发展,需求响应资源得以进一步挖掘及利用,电力系统中源荷互动也愈加频繁。因此,研究计及需求响应及多种清洁能源不确定性的全清洁能源日
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近年来我国清洁能源消费量占能源消费总量的比重稳步提升,为我国环保事业做出了巨大贡献。然而高比例清洁能源的接入会让电力系统运行方式更加多样化、电网交直流连接更复杂化。需求响应资源灵活可控,在参与电网调度的过程中能够缓解其调峰压力并降低系统的运行成本。随着泛在物联网建设的蓬勃发展,需求响应资源得以进一步挖掘及利用,电力系统中源荷互动也愈加频繁。因此,研究计及需求响应及多种清洁能源不确定性的全清洁能源日前调度策略对于提高电网在大规模新能源接入的接纳能力以及安全稳定运行能力等方面都具有十分重要的意义。本文对清洁能源机组(风电、光伏、微型燃气轮机以及CSP电站)以及需求响应负荷进行深入研究,构建了考虑需求响应的全清洁能源微电网优化调度模型,并在此基础上考虑风电、光伏以及太阳辐射指数的不确定性,构建微电网两阶段鲁棒优化模型。最后在配电网背景下,综合利用CSP电站、需求响应、智能软开关以及储能装置等配电网调节手段,构建主动配电网优化调度模型,实现更高可再生能源渗透率下的新能源完全消纳,降低配电网的总调度成本。本文主要工作包括:(1)构建全清洁能源发电的微网优化调度模型。通过设置不同场景,对优化调度结果进行分析,验证了考虑需求响应的全清洁微电网优化调度模型的有效性,同时也验证了光热电站能够有效弥补风光出力不可控的缺点,具有出力稳定、可控性强等优点,价格型需求响应负荷和激励型需求响应负荷与光热电站的联合运用,能够提升系统的调度灵活性,减少调度成本,提高风光消纳率,同时提升用户的用电满意度。(2)基于鲁棒两阶段优化方法建立了基于价格型需求响应及激励型需求响应的考虑风电光伏出力及太阳辐射指数不确定性的微电网优化调度模型,并通过列约束生成算法对该模型进行求解。两阶段鲁棒优化模型可以找到最恶劣的场景下的最小调度成本运行方案,通过随机抽样法随机抽取1000个场景并分别寻找最优调度方案,经优化求解得到的最优调度成本都低于两阶段鲁棒优化模型求解得到的最恶劣场景下的最优调度方案成本,从而验证了该模型的正确性。同时通过观察不确定因素的不确定时段下系统调度成本的变化得到各不确定因素对系统调度成本造成的影响大小。(3)分别构建SOP、DR以及ESS的模型,以主动配电网总调度成本最少为目标函数,构建考虑多种配电网调节手段的主动配电网优化调度模型,并利用二阶锥松弛方法对模型中的非线性约束进行二阶锥松弛转换,最后通过YALMIP工具包调用GUROBI对该模型进行了求解。算例表明本文提出的优化调度策略不仅能够实现配电网中各单元的能量平衡分配,还能实现主动配电网的日前最优调度,减小配电网各时段电压波动,提高电压质量,实现超过70%的可再生能源渗透率的新能源完全消纳。
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