基于中央空调系统调控建模的虚拟电厂定制方法及运行策略研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangyubojs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市电力高峰负荷的不断攀升,电网调峰需求日益增加;随着新能源并网量的大幅增加,电力分布式交易不断推进。中央空调可控变量众多、调节潜力巨大,成为了典型的柔性负荷,可通过需求响应参与电网调峰,缓解电网运行压力。虚拟电厂作为分布式电源、柔性负荷、储能设备等分布式资源的聚合体,为分布式资源参与电网调度和电力交易提供了有效途径,成为了近年来电力系统领域的研究热点。
  目前对虚拟电厂内部柔性负荷资源的研究多聚焦于分体式空调,对虚拟电厂的构建多基于分布式资源的调控特性和地理位置来进行,对虚拟电厂的运行控制多采用集中优化方法,导致中央空调的调节潜力未能得到挖掘、分布式资源主体参与聚合的意愿未能得到体现、虚拟电厂控制中心计算及数据存储压力巨大。本文围绕基于中央空调调控特性的虚拟电厂定制化构建及运行策略展开了相关研究,从交易驱动以及分布式优化控制的角度解决了上述问题。
  首先,根据工作原理构建了含制冷系统、水系统、风系统及用户区域的中央空调系统模型,基于水系统的热惯性对冷冻水管道的热动态过程进行建模,综合空气温度和空气质量两方面定义中央空调用户舒适度,分别研究了冷源温度调节、末端风机调节、综合协调调节三种方式下中央空调系统的动态调控特性,为中央空调参与虚拟电厂的构建与运行提供了理论基础。
  然后,提出了电力分布式交易市场环境下由交易驱动的虚拟电厂定制化构建机制,以参与日前电力合同交易为应用场景,采用条件风险价值衡量分布式资源发用电特性不确定性带来的风险损失,利用Stackelberg博弈对虚拟电厂运营商与分布式资源主体之间的交易协商过程进行建模,提出了虚拟电厂的定制化构建方法。采用ADMM分布式优化算法将交易结果在中央空调系统各电力设备之间进行功率分解,确定了中央空调系统的日内优化工作点,相比于集中优化方法极大地提高了计算效率。
  最后,基于综合热惯性构建了中央空调系统虚拟储能模型,提出了基于多代理系统的中央空调系统内部协调控制机制,并根据虚拟储能特性从可调功率和可持续时间两个角度对中央空调系统调节潜力进行了评估;采用综合协调控制方式构建了中央空调虚拟发电单元,实现了中央空调系统规范化统一建模;提出了基于本地自治优化的虚拟发电单元调用策略以及虚拟电厂参与电网调峰的运行策略,实现了虚拟电厂内部发电资源的本地分布式优化控制,缓解了虚拟电厂运营商的统一调控压力,对虚拟电厂参与电网的实际调度运行具有重要的指导意义。
其他文献
随着智能电网的发展,分布式电源(distributed generator,DG)以其清洁、高效、即插即用的优点迅猛发展,以集群形式接入电网,单个集群中可能含有几十个甚至上百个分布式电源,为配电网安全稳定运行带来了新的挑战。同时,大量分布式电源及各种智能电子设备的接入,使得配电网的数据通信量大为增加,信息系统与物理系统之间的交互更为复杂,控制难度增大,配电网反映出信息物理系统(cyber-phys
随着世界工业化进程的不断推进,大气污染和能源短缺限制了全球人类的可持续发展,人类对能源的巨大需求和其有限供给之间的矛盾越来越突出。太阳能资源是可大规模利用的清洁能源,存在光伏和光热两种利用方式。相对于光伏发电,储热型太阳能热发电一般采用汽轮发电机组,能够显著平滑发电出力,并将一部分太阳能转化成热能储存,用于满足傍晚之后或调频调峰时的电网需求。因此,光热发电能够提高对电网的同步支撑能力,非常适合光照
随着电动汽车负荷与可再生能源在电网中的渗透率不断攀升,两者的无序性和不确定性增强了发电和负荷间的不匹配功率波动,城市电能供需矛盾日益凸显。为了维护电网的安全、可靠、经济运行,需要合理引导电动汽车参与对电网的需求响应。因此,本文以大规模分散式的电动汽车为研究对象,分别从电动汽车用电数据挖掘、充电行为聚类分析和有序充电需求响应方案设计这三个方面展开研究,提出了一套基于随机森林数据挖掘和混合制电动汽车有
学位
与传统旋转电机相比,直线振荡电机取消了曲柄连杆结构,直接驱动动子作往复直线运动,因此大大提高了控制效率。同时,直线振荡电机作为空调、冰箱的主要耗能元件,优化直线振荡电机对于节能减排有着重要的意义。本文以提高直线振荡控制精度、提高抗扰动性和减少直线振荡电机成本为出发点,对直线振荡电机控制系统进行了深入的研究。  本文首先介绍了直线振荡电机的基本结构和工作原理,建立了直线振荡电机的三大基本模型,即电磁
学位
学位
模块化多单元电机通常采用周向排列单元的空间结构。各单元之间没有电势角度差,为避免相间环流,均采用独立的功率变换器进行控制。与传统三相电机相比,模块化多单元电机具有较强的容错性能。同时,与多相电机相比,使用较低维度的控制算法即可实现模块化多单元电机的控制,控制算法较为简单,因此该电机在电动汽车等低压大电流、高可靠性等领域具有广阔的应用前景。  本文以一台三相48槽、52极模块化四单元永磁轮毂电机为控
学位
学位
随着电动汽车(Electric Vehicles, EVs)产业大规模发展,大量随机负荷接入电网的弊端愈发凸显,与此同时,电动汽车的移动储能价值得到广泛关注,电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid, V2G)技术应运而生。电动汽车作为一种分布式储能,具有单体容量小、空间分布广泛、聚合容量大、移动性强等特点,这对电动汽车储能的有序控制提出了较高要求。  本文以电动汽车移动储能为研究对象,
学位
以双馈风机为主的风电机组与传统同步发电无论是单机本体结构、工作原理,还是宏观的并网方式、机组排布等均有明显差异,风电场的工作状态还会受到风速等因素影响,风电场的大规模远距离并网对电力系统提出了巨大的考验。在此背景之下,本文考虑风速与风机排布对单机风速的影响,对风电场进行了分群与聚类等值。本文以此为模型基础,以双馈风电场接入电力网络的联络线纵联保护中的纵联方向保护为主要研究对象,在推导研究出风电场暂
学位
随着电力电子技术的发展,光伏、储能等直流输出特性的分布式电源大规模分散接入电网,数据中心、充电桩、LED照明等直流负荷亦日益增多。直流配电网易于可再生能源接入、系统效率高、损耗小、供电半径大、可靠性高,应用前景广阔。目前,直流配电技术已在地铁、船舶、数据中心等专有系统得到广泛应用,但中压直流配网技术仍在研究探索中。保护技术作为直流配网安全稳定运行的关键技术成为国内外专家学者的研究重点。本文以±10