基于需求响应的大规模风电消纳调度策略研究

【摘要】：风电在当前应对能源危机和环境变化的背景下快速发展,然而风电具有随机性、间歇性等特点,大规模风电的并网给电力系统的运行带来新的挑战,并网消纳问题日益突出。需求响应是智能电网框架下重要的互动资源,因可以灵活部署快速响应系统需求,正逐步成为消纳风电的一条重要途径。论文主要围绕考虑需求响应的风电消纳调度策略展开,首先建立了考虑用户侧互动的调度模式,分析了需求响应消纳风电的可行性;进而重点关注风电不确定性的影响,探索需求响应与不确定性优化方法的结合,提出了不同时间尺度、不同类型的需求响应资源参与大规模风电消纳的优化调度策略,主要工作包括：(1)分析了需求侧资源参与对电网调度的影响,考虑风电接入的需求,建立同时考虑日前分时电价参与电力平衡和可中断负荷参与备用的风电消纳日前机组组合模型,并另建立日内经济调度运行模拟,评估调度策略的效果和需求响应的作用,验证了需求响应消纳风电的可行性。(2)建立网络约束条件下基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,并与确定性优化增加备用的模型进行对比,重点分析了网络约束和风电不确定性的影响。算例分析表明,需求响应可以配合不同调度策略的特点,缓解风电不确定性和网络约束的影响。(3)建立柔性配置激励型需求响应参与风电消纳的机组组合模型,考虑激励型需求响应在时间和电量上的耦合关系,在满足特定响应约束的前提下,将激励型需求响应资源柔性配置为日前和日内资源参与两阶段决策,分析了影响柔性配置的关键因素并证明了柔性配置的有效性。(4)考虑基于激励和基于电价两类DR在时间尺度、响应灵活性、不确定性等特性上的互补关系,探索建立灵活配置日前电价型和日内激励型需求响应资源参与电力平衡的两阶段随机规划风电消纳机组组合模型,并以此为基础建立日内滚动调度模型。算例分析证明了多种需求响应资源协调优化,在不同时间尺度上配合系统运行状态变化,提高风电消纳能力的效用。 【关键词】：风电消纳 需求响应 机组组合 经济调度 随机规划
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-19
• 1.2.1 需求响应发展概况11-14
• 1.2.2 需求响应参与系统运行和风电消纳的研究现状14-17
• 1.2.3 考虑风电接入的优化调度方法17-19
• 1.3 本文的研究工作19-21
• 第二章 需求响应参与风电消纳调度的基础性研究21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 需求响应参与风电消纳的可行性分析21-23
• 2.2.1 风电接入对电网运行影响分析21-23
• 2.2.2 需求响应消纳风电的可行性分析23
• 2.3 需求响应资源特性分析23-27
• 2.3.1 需求响应模型及特性分析23-27
• 2.3.2 适合风电消纳的典型负荷27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 计及用户侧互动的风电消纳日前调度和运行模拟模型29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 需求响应参与大规模风电消纳的调度框架29-30
• 3.3 计及用户侧互动的风电消纳日前机组组合和运行模拟模型30-35
• 3.3.1 计及用户侧互动的风电消纳日前机组组合模型30-33
• 3.3.2 日内运行模拟模型33-34
• 3.3.3 风电机组等效容量分析34-35
• 3.4 算例分析35-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 基于需求响应的随机风电消纳机组组合和经济调度模型43-61
• 4.1 引言43
• 4.2 相关理论与概念43-45
• 4.2.1 随机规划理论43-44
• 4.2.2 场景预测技术44-45
• 4.3 基于需求响应的风电消纳调度模型及求解45-51
• 4.3.1 随机机组组合模型45-47
• 4.3.2 确定性机组组合模型47-48
• 4.3.3 经济调度模型48
• 4.3.4 随机机组组合模型求解策略48-51
• 4.4 算例分析51-60
• 4.4.1 PJM 5节点系统算例分析52-59
• 4.4.2 IEEE118节点系统算例分析59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 柔性配置激励型需求响应参与风电消纳调度模型61-75
• 5.1 前言61-62
• 5.2 柔性配置需求响应参与风电消纳调度模型62-65
• 5.2.1 建模思想62-63
• 5.2.2 数学模型63-65
• 5.3 算例分析65-73
• 5.3.1 算例条件65
• 5.3.2 结果分析65-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 需求侧资源参与多时间尺度大规模风电消纳调度模型75-93
• 6.1 前言75
• 6.2 日前调度模型75-86
• 6.2.1 建模思想75-77
• 6.2.2 不考虑电价响应不确定性的调度模型77-78
• 6.2.3 考虑电价响应不确定性的调度模型78-80
• 6.2.4 算例分析80-86
• 6.3 日内滚动调度模型86-92
• 6.3.1 模型概述86-87
• 6.3.2 数学模型87-89
• 6.3.3 算例分析89-92
• 6.4 本章小结92-93
• 第七章 总结与展望93-97
• 7.1 总结93-94
• 7.2 展望94-97
• 致谢97-99
• 参考文献99-109
• 附录109-111
• 作者简介111

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