基于需求响应的多类用户协助风电消纳优化模型研究

摘要

我国风力资源主要集中在陆上的“三北”（东北、华北和西北）资源区以及东部沿海地区，根据风能资源权威勘探数据，我国风能资源开发利用潜力为25亿千瓦。近年来，我国风电开发持续快速增长，截止2014年底，我国风电装机容量为9637万千瓦，约占全国发电总装机容量的7％，居世界首位。随着装机容量不断增大，风电所具有的出力随机性、波动性和不稳定性问题对电力系统安全稳定运行的影响也越来越显著，能源基地风电就地消纳能力不足，加上我国北方地区电源结构单一，缺乏灵活调节性快的电源，更加难以平衡风电出力波动对电网的巨大冲击，导致风电消纳受到限制。风力发电设备利用水平偏低，弃风限电情况严重，影响了我国可再生能源的健康发展。
　　本文提出了利用需求响应协助来风电并网消纳，主要是通过控制需求侧各种资源，使它们成为虚拟发电机组，共同参与传统火电、水电机组调度，协助其他发电资源来调节系统供需平衡，从而进一步促进风电大规模并网消纳。首先，本文归纳总结了需求响应的基础理论和实施现状，为提出需求响应促进风电消纳机制提出奠定理论基础。其次，本文研究了需求响应促进风电消纳的作用机理，分析了我国风电并网模式及存在问题，明确了需求响应促进风电消纳的重要意义，并建立了需求响应促进风电消纳优化模型，通过算例分析来验证了需求响应促进风电消纳的可行性。再次，本文建立了多类用户需求响应度综合评价模型，提出了需求响应度的概念，构建了基于最优组合权重的用户响应度评价模型，并针对工业用户、电动汽车、商业用户和居民用户的需求响应度进行评价，评价的结果作为参与需求响应促进风电消纳组合的依据。最后，本文构建了基于需求响应的多类用户协助风电消纳优化模型，分析了传统的需求响应模型，建立了用户参与需求响应的效益分析模型，构建了基于鲁棒理论的风电消纳优化模型，通过情景设定并进行算例分析，验证了文章所建立模型的科学性和合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 风电并网消纳研究现状

1．2．2 需求侧优化调度研究现状

1．3 论文研究内容与研究框架

1．4 论文创新点

第2章 需求响应基础理论和实施现状分析

2．1 需求响应基本理论概述

2．1．1 需求响应的涵义

2．1．2 需求响应措施分类

2．2 国外典型国家需求响应实施情况及经验总结

2．2．1 美国需求响应实施现状

2．2．2 法国需求响应实施现状

2．2．3 日本需求响应实施现状

2．3 我国需求响应实施情况

2．3．1 国内需求晌应政策

2．3．2 国内需求响应实践存在问题

2．3．3 国外典型国家需求响应对我国的启示

2．4 本章小结

第3章 需求响应促进风电并网消纳的作用机理研究

3．1 风电并网管理模式及问题分析

3．1．1 我国风电并网现状分析

3．1．2 我国风电并网模式

3．1．3 主要问题

3．2 需求响应协助风电并网消纳重要意义

3．2．1 改善本地负荷特性

3．2．2 提高电力系统经济性

3．2．3 增强电力系统可靠性

3．3 需求响应促进风电消纳优化模型

3．3．1 风火电联合调度优化模型

3．3．2 基于需求响应的风火电联合调度优化模型

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第4章 多类用户需求响应度综合评价模型

4．1 多类用户需求响应度评价指标体系

4．1．1 指标体系构建原则

4．1．2 评价指标体系构建

4．2 基于最优组合权重的用户需求响应度评价模型

4．2．1 标准化处理函数

4．2．2 主观赋权模型

4．2．3 客观赋权模型

4．2．4 基于最优组合的赋权模型

4．2．5 差异化赋权模型

4．2．6 用户需求响应度排序算法

4．3 算例分析

4．4 本章小结

第5章 多类用户参与需求响应协助风电消纳优化模型

5．1 需求响应模型

5．1．1 价格型需求响应模型

5．1．2 激励型需求响应模型

5．2 多类用户参与需求响应收益分析模型

5．2．1 工业用户参与需求响应收益分析模型

5．2．2 商业用户参与需求响应收益分析模型

5．2．3 电动汽车参与需求响应收益分析模型

5．2．4 居民用户参与需求响应收益分析模型

5．3 基于鲁棒理论的风电消纳优化模型

5．3．1 基本模型构建

5．3．2 鲁棒优化模型

5．4 算例分析

5．4．1 基础数据

5．4．2 算例分析

5．5 本章小结

第6章 研究成果和结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

攻读硕士学位论文期间参加的科研工作

致谢