考虑需求响应资源的电网调峰模型与方法研究

摘要

近年来，中国电力消费快速增长，高峰期电力供给不足问题也日益突出，拉闸限电情况时有发生。电网高峰负荷主要集中在夏季用电高峰期，若只依靠增加发电机的装机容量来满足短时间的高峰用电需求，不仅所需费用较高，而且实现时间较长，很难解决现阶段存在的电能供需矛盾的问题。将需求侧作为与供给侧相对等的资源参与到电网调峰中，并引导其主动跟踪新能源出力的波动，则是化解上述矛盾最有效的方式。与传统调峰资源相比，合理地利用需求侧资源有利于优化用电方式，降低电网调峰成本，实现电力行业的节能减排。近年来随着智能电网的推广，电力市场迅速发展，电网中调峰资源的种类也越来越丰富，负荷资源化的趋势日益凸显。只有全面地认识电源侧和负荷侧的调峰资源，才能充分挖掘其潜力，提升电网运行的安全性和经济性。本文在常规调峰资源的基础上，详细研究需求侧调峰资源并分析各类资源的移峰潜力，建立相应的需求响应模型。接着在基于消费者心理学原理的基础上引入负荷自响应系数，对用户响应行为进行建模，得到实施峰谷分时电价后，一天中各时段的拟合负荷，并且通过改变峰谷电价比和电价拉开比，分析其对不同需求响应用户的响应行为以及削峰填谷效果的影响。
　　本文在常规机组参与电网调峰的基础上，提出综合考虑发电侧和用户侧调峰资源的电网调峰新模式。该模式改变了一直以来仅利用发电侧资源去接纳风电的传统调峰模式，形成了“源”与“荷”资源共同协调优化的源荷互动调峰模式。进而对所提出模型进行算例的仿真验证，结果表明，在电网调峰中考虑抽水蓄能和大用户DR可以调整并优化负荷曲线，实现对新能源发电的充分消纳，从而实现电网有序调峰并进一步降低系统运行成本。

目录

声明

摘要

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 需求响应的研究现状

1．2．2 DR资源响应模型的研究现状

1．2．3 电网调峰的研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 电网调峰资源的分类及建模

2．1 常规调峰资源

2．2 需求侧调峰资源

2．2．1 单向可调资源

2．2．2 双向互动资源

2．3 小结

第3章 基于分时电价的需求响应资源建模

3．1 分时电价概述

3．2 峰谷分时电价时段的划分

3．3 用户响应模型

3．3．1 消费者心理学原理

3．3．2 各时段的拟合负荷

3．3．3 经过改进的用户响应模型

3．4 仿真分析

3．4．1 基础数据

3．4．2 峰平谷时段的划分

3．4．3 实施分时电价对典型日负荷的影响

3．4．4 峰谷电价比变化对需求侧调峰资源的影响

3．4．5 电价拉开比变化对需求侧调峰资源的影响

3．5 小结

第4章 考虑需求响应资源的电网调峰模型

4．1 机会约束规划理论

4．2 大用户参与电网调峰优化模型

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 源荷互动的电网调峰模式

4．3．1 源荷互动的电网调峰模式理论

4．3．2 源荷互动电网调峰模式的数学模型

4．4 小结

第5章 调峰优化模型的求解与算例分析

5．1 基于量子离散粒子群算法的电网调峰问题

5．1．1 离散粒子群算法

5．1．2 基于QBPSO的电网调峰问题求解

5．2 算例分析

5．2．1 基础数据

5．2．2 源荷互动的电网调峰模式

5．3 小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢