【摘 要】
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随着人类社会日益增长的能源需求,建立能够实现多种类型能源相互转换的多能耦合微网,是实现能源结构多样化,提高系统供能效率的有效途径之一。微网能量优化管理是保障微网安全、经济、可靠、高效运行的重要手段。风电、光伏等可变可再生能源的出力以及系统的负荷曲线均具有随机性和间歇性;此外,在电动汽车大规模接入电网的背景下,电动汽车无序充电行为会进一步加剧系统运行的不确定性,因此电动汽车有序充放电策略将对于保证系
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“多能源电力系统互补协调调度与控制(2017YFB0902200)”;
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随着人类社会日益增长的能源需求,建立能够实现多种类型能源相互转换的多能耦合微网,是实现能源结构多样化,提高系统供能效率的有效途径之一。微网能量优化管理是保障微网安全、经济、可靠、高效运行的重要手段。风电、光伏等可变可再生能源的出力以及系统的负荷曲线均具有随机性和间歇性;此外,在电动汽车大规模接入电网的背景下,电动汽车无序充电行为会进一步加剧系统运行的不确定性,因此电动汽车有序充放电策略将对于保证系统安全稳定运行、提高供电灵活性和经济性等方面具有重要作用。微网容量优化配置是微网规划设计阶段的关键内容,合理的微网容量优化方法对于提高系统供能可靠性和运行经济性具有重要意义。基于上述背景,本文研究了电动汽车接入的冷热电联供型微网的运行优化和容量配置问题,主要的研究内容如下:(1)针对冷热电联供型微网的运行优化及容量配置等相关问题进行了研究现状回顾与概述,对冷热电联供型微网的基本结构进行梳理后,结合电转气技术对微网内部深度耦合的冷、热、电、气能量流进行分析,并且根据微网系统中各个能量转换单元的运行特性建立了详细的数学模型。(2)基于电动汽车的储能特性以及负荷移动特性,提出了协调可再生能源发电、电气转换储能以及电动汽车充放电负荷的冷热电联供型微网运行优化策略。在此基础上,考虑电动汽车充放电行为对微网运行的影响以及电动汽车用户的充放电成本,建立了以微网设备运行维护成本、燃料成本、环境成本、弃电惩罚成本、切负荷惩罚成本、电动汽车放电补贴成本以及电动汽车用户的充放电成本最小的多目标函数,同时考虑电气转换储能充放电功率、电力电量平衡等约束条件的微网运行优化模型。采用带权极小模理想点的多目标模型求解方法,以我国西北地区某微网系统为例,构建了3种不同场景,对其运行优化问题进行了研究,通过分析对比不同算例结果验证了所提模型及系统运行优化策略的合理性,深入分析了电动汽车有序充放电策略对于系统运行经济成本及供能可靠性的影响。(3)通过分析冷热电联供型微网的运行特性及容量配置的经济成本结构,以设备投资等年值、系统总运行成本以及电动汽车用户充放电成本最小为目标,建立了微网容量优化配置模型。通过算例模型研究了不同配置方案下系统的容量配置情况以及容量配置成本,验证了电动汽车有序充放电策略可以有效提高微网系统容量配置的经济性,并在此基础上,进行了不同的能源价格水平对微网系统容量规划结果影响的敏感性分析。
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