考虑综合能效的虚拟电厂运行规划策略

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虚拟电厂可以实现各种分散化资源的灵活协调调度和管理,同时可以实现多种能源的互联互通、转换利用、协同优化,从而有效提高区域综合能效水平、减少环境污染,也逐渐成为应对中国发展进程中高能耗、高污染等问题的重要手段之一,因此受到了学术界的广泛关注。然而,目前在虚拟电厂的综合能效评价和运行规划方法方面还存在一定的不足。故本文研究了考虑综合能效的虚拟电厂运行规划策略,具体内容如下:(1)针对虚拟电厂综合能效提升,提出了考虑综合能效的虚拟电厂运行规划策略。基于泛(火用)分析方法,提出了适用于虚拟电厂能效评估且能够实现多能源、多维度因素统筹度量的综合能效泛(火用)指标;创新性地提出了虚拟电厂综合能流分布熵指标,反映虚拟电厂内部能量分布的均衡性。建立了虚拟电厂双层运行规划模型,上层以最大化综合能效为目标,以解决多类型设备的定容问题,下层以最大化综合能流分布熵为目标,以解决多类型设备的选址问题,上下层联合优化,获得虚拟电厂最优运行规划方案。(2)考虑到虚拟电厂投资具有分期性、多阶段性的特征,提出了基于实物期权的虚拟电厂分期运行规划策略。从实物期权的角度出发,分析了虚拟电厂项目投资中蕴含的各种实物期权特性。考虑到虚拟电厂运营周期内所面临的能源价格变化的不确定性,通过建立能源价格变化的布朗运动模型刻画其不确定性,并采用蒙特卡洛模拟法模拟其变化过程。建立了基于实物期权的虚拟电厂分期运行规划模型,从而求解得到虚拟电厂在整个运营周期内的最优运行规划策略。(3)考虑到我国远期能源发展政策对虚拟电厂规划发展趋势的影响,建立了虚拟电厂远期运行规划分析的系统动力学模型。从系统动力学的基本原理出发,分析了系统动力学在该问题中的适用性。构建了包含效益分析子系统、投资建设子系统、运行子系统、综合能效分析子系统的系统动力学模型。立足于远期发展角度,对虚拟电厂的远期发展趋势进行了分析,虚拟电厂的发展受到内部和外部综合因素的影响,通过设立多种政策仿真情景,有效地分析虚拟电厂在不同政策下的发展趋势。本文成果可为目前积极发展的虚拟电厂提供一种新的综合能效评价方法与运行规划策略,为未来虚拟电厂的规划与运营提供一定借鉴思路。
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