计及基站备用储能的电力系统经济调度

摘要

全球化石能源几乎枯竭，大规模新能源发电能够有效地化解化石能源紧缺的矛盾。但新能源发电存在波动性、间歇性等突出问题，这些问题给电力系统的安全稳定运行带来了极大挑战。储能系统接入电网能有效解决新能源大规模并网问题，提高电力系统运行经济性和稳定性。现有储能投资建设成本昂贵，大规模接入电网的储能系统很少。而通讯基站备用储能众多，且在市电正常供电情况下处于闲置状态。加强利用现有通讯基站储能参与电力系统调度的研究，具有重要的理论意义和应用价值。本文研究内容如下:
　　(1)论述通讯基站电源运行方式基础上，制定基站储能接入电网的充、放电控制策略;对基站储能租赁定价问题深入探讨，构建基站储能参与电力系统的租赁收益模型;考虑基站储能参与调度的风险、维修费用与收益，采用电量不足期望值确定基站储能参与调度的电量。
　　(2)研究基站储能参与电力系统削峰填谷功率配置，充分利用基站储能数量庞大以及没有爬坡速率限制的优势，在低谷与高峰时进行充放电，提高电力系统运行的稳定性和经济性;通过对比不同规模的基站储能参与削峰填谷，分析基站储能参与削峰填谷的效果;深入研究基站储能的放电深度与总成本的关系，确定基站储能的最佳放电深度;在分时电价体制下，对比基站储能和常规储能参与调度的成本，基站储能比相同容量的常规储能更具有经济性。
　　(3)利用基站储能参与电力系统优化调度，建立含有基站储能租金成本、火力发电成本、风力发电成本、峰谷电价下收益和环境惩罚成本的电力系统经济调度目标函数。在可用基站电池容量、发电机出力和常规机组爬坡速率等约束条件下，采用自适应搜索中心骨干粒子群算法(Bare Bones Particle Swarm Optimization with Adaptedμ，Aμ-BBPSO)进行优化。利用IEEE30节点系统仿真验证了所提方法的有效性;基站储能参与电力系统调度给电力系统带来收益，降低运行成本，提高电力系统运行的经济性。
　　综上所述，本文在深入研究通讯基站电源运行方式和控制策略的基础上，建立基站储能参与调度的租金模型，确定合理调度的电量;利用基站储能对负荷进行削峰填谷，提高电力系统运行的稳定性和经济性;利用基站储能参与电力系统优化调度，建立含有基站储能的电力系统经济调度模型，采用Aμ-BBPSO算法进行优化;利用IEEE30节点系统仿真验证了所提方法的有效性。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外储能应用的研究现状

1．3 基站储能的现状

1．4 电池储能参与调度的研究现状

1．5 本文主要工作

第2章 基站储能参与电网调度的风险、收益及容量

2．1 通讯基站电源系统

2．1．1 通讯基站供电方式

2．1．2 基站储能调度策略

2．2 基站储能风险收益

2．2．1 通讯基站储能租金定价

2．2．2 常规储能投资成本

2．3 基站储能参与调度容量的确定

2．3．1 系统需求容量的确定

2．3．2 基站储能放电深度的确定

2．4 本章小结

第3章 计及基站储能的削峰填谷调度

3．1 计及基站储能的削峰填谷优化建模

3．2 粒子群算法

3．3 仿真计算

3．3．1 容量确定

3．3．2 削峰填谷优化结果

3．3．3 最优放电深度的确定

3．3．4 基站储能与同等规模的常规储能经济性对比

3．4 本章小结

第4章 计及基站储能资源的电力系统经济调度

4．1 计及基站储能的电力系统经济调度建模

4．2 自适应搜索中心骨干粒子群算法

4．2．1 粒子群算法的改进

4．2．2 Aμ-BBPSO算法的原理

4．3 仿真计算

4．3．1 仿真数据

4．3．2 仿真结果分析

4．4 本章小结

5．1 本文主要研究成果

5．2 后期工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文