考虑需求响应的风电功率平滑方法和含分布式电源配电网综合评估

摘要

随着世界经济的不断发展，能源与环境问题日益突出，可再生能源资源已经成为各国能源战略中必不可少的一部分。近年来，分布式发电技术日趋成熟，其凭借灵活、清洁、经济等优势大规模并网，但由于分布式电源具有波动性、间歇性等特点，其大规模并网将使电力系统运行、改造、建设变得更为复杂。同时，负荷作为需求侧资源与电网的交互性逐渐增强，为解决分布式发电的波动性提供了新的解决思路。因此，进行含分布式电源电网的需求侧响应研究和综合评估系统开发，有着极其重要的理论意义和工程价值。
　　首先，本文研究了需求响应技术在平滑风电功率中的应用。从需求响应的角度出发，提出了源-荷-储的风电功率分层平滑方法。在建立分时电价模型和多时间尺度可平移负荷模型的基础上，利用经济性启发式规则建立了风电与负荷、储能互动的优化调度模型。根据可平移负荷的特性，提出了负荷与储能的分层优化策略，并给出了每层的目标曲线以及求解的方法。通过算例系统，验证和分析了分层优化调度策略的有效性和平滑效果。
　　其次，本文研究了分布式电源接入配电网的影响因素及综合评估系统功能。基于经济性、可靠性和电压质量三方面影响因素建立综合评估指标体系。建立了综合评估系统功能架构，通过潮流计算算法模块、随机生产模拟算法模块与可靠性算法模块实现分布式电源对配电网影响因素的计算分析。结合综合评估算法模块，建立了综合评估满意度模型，可有效评估不同分布式电源接入方案对配电网的影响。
　　最后，基于上述综合评估系统功能研究理论与方法，本文研发了可视化的含分布式电源配电网综合评估系统。以Microsoft Visual.NET为开发平台，建立包含视图层、数据层以及算法应用层的三层基础架构。研究并开发了包括优化配置、潮流/随机计算、随机生产模拟、可靠性分析等算法的算法计算模块。基于算法计算模块计算出的经济性指标、可靠性指标、电压质量指标，将综合评估体系及方法接入综合评估系统。并通过实际案例展示了该系统的主要功能及使用方法。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 需求侧响应研究发展现状

1．3 配电网综合评估研究发展现状

1．4 本文的研究工作

第二章 考虑需求响应的风电功率平滑方法

2．1 概述

2．2 需求侧资源模型

2．2．1 风电功率波动平抑系统

2．2．2 分时电价的模型

2．2．3 多时间尺度可平移负荷模型

2．2．4 储能充放电模型

2．3 源-荷-储分层优化模型

2．3．1 分层优化调度策略

2．3．2 可平移负荷优化目标函数

2．3 储能充放电功率优化目标函数

2．3．3 约束条件

2．3．4 基于粒子群算法的优化运算

2．4 算例分析

2．4．1 仿真算例

2．4．2 负荷优化分析

2．4．3 储能系统优化分析

2．4．4 优化前后不同指标对比分析

2．5 本章小结

第三章 含分布式电源配电网综合评估系统功能研究

3．1 概述

3．2 分布式电源模型

3．2．1 光伏发电概率分布模型

3．2．2 风力发电概率分布模型

3．2．3 负荷概率分布模型

3．2．4 储能数学模型

3．3．1 经济性影响

3．3．2 可靠性影响

3．3．3 电压质量影响

3．3．4 综合评估指标体系

3．4 综合评估系统功能研究

3．4．1 综合评估系统功能架构

3．4．2 随机潮流算法模块研究

3．4．3 随机生产模拟算法模块研究

3．4．4 可靠性算法模块研究

3．4．5 综合评估算法模块研究

3．5 本章小结

第四章 含分布式电源配电网综合评估系统开发

4．1 概述

4．2 综合评估系统设计

4．2．1 综合评估系统设计要求

4．2．1 综合评估系统结构设计

4．2．3 综合评估操作界面设计

4．4．1 网架结构搭建功能

4．4．2 优化配置分析功能

4．4．3 综合评估分析功能

4．4．4 方案指标分析功能

4．4．5 综合评估报表功能

4．5．1 算例介绍

4．5．2 分布式电源容量优化配置

4．5．2 分布式电源规划方案综合评估

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本文结论

5．2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况