考虑不确定性的多能源系统综合储能优化调度研究

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由于可再生能源和负荷固有的不确定性,会给多能源系统运行带来较大冲击,另一方面,蓄电池的充放容量小、寿命短、投资成本高,限制了其在多能源系统中应用的经济性和灵活性。针对以上问题,本文构建一种由风电机组、光伏机组与综合储能装置组成的多能源系统,在考虑可再生能源出力和负荷的不确定性的基础上,利用多能源系统中电网、热网、气网的耦合和综合储能装置相协调,提高能源利用率,使多能源系统调度更加灵活。本文从节能减排和提高系统的经济效益角度出发,围绕考虑不确定性的多能源系统综合储能的鲁棒优化调度方法展开研究,主要工作如下:(1)将综合储能引入多能源系统中,建立多能源系统结构,综合储能主要包括燃气轮机、电锅炉、P2G、燃料电池、储热装置、储氢装置、储气装置。研究多能源系统内各单元的工作原理和运行特性,建立可再生能源和负荷的不确定性模型及各单元数学模型。本文通过考虑多能源系统的经济性及灵活性,通过综合储能装置协调多能源系统,实现多种能源的生产、转化和储放,形成系统内能量循环。(2)建立多能源系统综合储能能量流模型,结合分时电价管理机制,提出一种多能源系统综合储能自治调度优化策略,本文以运行成本及环境成本最小为目标,建立多能源系统综合储能多目标优化调度模型。该模型采用多目标细菌群体趋药性算法进行求解,并进行仿真分析,将设立是否考虑综合储能的两种场景进行对比分析,分析两种场景下系统运行的灵活性和经济性。(3)将源荷不确定性考虑到系统模型中,对源荷不确定性进行鲁棒分析,建立源荷的不确定集及鲁棒对偶转化模型,协调系统中综合储能装置,提出一种考虑不确定性的综合储能鲁棒优化调度策略,建立考虑源荷不确定性的多能源系统综合储能鲁棒优化调度模型,采用拉丁超立方抽样法求解有效目标函数,通过多目标细菌群体趋药性算法对模型进行求解,并获得相应的Pareto解集,建立四种不同的场景,以可再生能源出力波动的不同偏差及负荷出力波动偏差为10%进行算例仿真,分析其不同场景下系统的经济性与鲁棒性,并验证考虑不确定性的多能源系统综合储能鲁棒优化调度模型的有效性。
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