用户分类负荷模型及响应风电消纳的系统经济调度

摘要

为解决风电大规模接入电力系统中，风电出力的间歇性和反调峰性影响其消纳的问题，在传统调度仅从发电侧考虑的基础上，综合考虑需求侧响应行为。通过需求侧主动参与系统调度，加强发电侧和需求侧的双向互动协调交流，从而实现风电的有效消纳，提高系统运行的环保性、经济性。　　需求响应(Demand Response，DR)是供需侧联合调度的基础，一般分为价格型需求响应和激励型需求响应。价格型需求响应通过价格信号引导用户调整自身用电行为，激励型需求响应用户与系统签订日前合同提供自身可调容量作为系统虚拟备用资源。两者均能起到削峰填谷、平抑风电出力波动、有效消纳风电的作用。根据需求侧负荷种类不同，对不同类型用户需求响应行为进行具体分析。居民用户用电量较小且用电时段宽松，参与价格型需求响应程度较高。利用居民用户这种受价格信号引导主动改变自身固有用电方式的行为，细化其负荷分类，构建计及居民分类负荷模型及其需求响应的含风电系统优化调度模型。根据居民用户可控负荷用电时段、用电时长等特性将其描述为三种可控负荷的用电状态函数，将三种可控负荷经价格型需求响应函数变换后计入全天各时段用电负荷函数，优化负荷曲线。并提出一种跟随风电波动的负荷变化率，以此为约束条件度量风电在系统中的消纳。以发电成本最低及用户电费最省为目标。算例仿真结果表明，模型能有效减少弃风，节省用户电费及运行成本，实现供需侧双赢。　　运用场景概率方法描述风电功率不确定性，排除低概率场景而得到发生概率较大的场景。在居民用户参与价格型需求响应的条件下，分析商业用户和工业用户需求响应行为，由于其受商业高峰时段和固定工业流程限制，考虑它们参与激励型需求响应，作为虚拟备用资源参与系统优化调度，并建立各自调用成本函数，纳入系统总备用成本中。针对居民、商业、工业三类负荷的不同需求响应行为，构建计及多类型需求响应的场景概率经济调度模型。以包括机组燃料成本、总备用成本以及弃风成本在内的系统运行总成本最低优化目标。算例仿真结果表明，模型在分析三类负荷各自响应特性的基础上，充分调用其参与需求响应，能有效消纳风电，降低系统峰谷差，平滑机组出力，减小系统总的运行成本，实现源荷互动协同增效。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 含风电系统调度研究现状

1．2．1 风电发展现状

1．2．2 含风电系统优化调度研究现状

1．3 需求响应研究现状

1．3．1 国内外需求响应发展概述

1．3．2 含风电系统中需求响应研究现状

1．4 本文研究的主要内容

第二章 风电不确定性及需求响应分析

2．1 引言

2．2 风电不确定性分析

2．2．1 风电不确定性

2．2．2 场景生成

2．2．3 场景削减

2．3 需求响应参与者及其分类

2．3．1 需求响应参与者

2．3．2 需求响应行为分类

2．3．3 需求侧资源分类

2．4 需求响应建模

2．4．1 价格型需求响应模型

2．4．2 激励型需求响应模型

2．5 含风电系统供需侧联合调度框架

2．6 本章小结

第三章 计及居民分类负荷模型及其需求响应的含风电系统经济调度

3．1 引言

3．2 用户负荷特性分类

3．2．1 用户负荷分类

3．2．2 居民用户分类负荷模型

3．3 用户价格型需求响应及负荷变化率

3．3．1 用户价格型需求响应

3．3．2 跟随风电波动的负荷变化率

3．4 计及居民分类负荷模型及其需求响应的含风电系统经济调度模型

3．4．1 目标函数

3．4．2 约束条件

3．5 算例仿真结果分析

3．5．1 算例参数说明

3．5．2 仿真结果分析

3．6 本章小结

第四章 计及多类型需求响应的含风电系统场景概率经济调度

4．1 引言

4．2 用户参与多类型需求响应调用成本分析

4．2．1 居民用户价格型需求响应

4．2．2 商业用户激励型需求响应

4．2．3 工业用户激励型需求响应

4．3 计及多类型需求响应的含风电系统场景概率经济调度模型

4．3．1 目标函数

4．3．2 约束条件

4．4 算例仿真结果分析

4．4．1 算例参数说明

4．4．2 仿真结果分析

4．5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录