家用并网光伏发电系统经济调度关键问题研究

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近年来能源互联网发展迅猛,我国在光伏发电和储能等技术方面的研究也硕果连连,光伏发电成本逐渐下降。在国家政策的有力支持下,安装家用光伏发电系统的家庭如雨后春笋。但是怎么样让安装的光伏系统的效用达到最大,光伏用户获得最大收益,仍然有待进一步的深入研究。因此家用光伏发电系统的经济调度是一个非常有意义的研究课题。首先,文章分析了光伏发电的国内外研究现状,发现传统调度中存在的问题,表明本文工作的必要性。为了给经济调度提供理论支撑,对家用光伏发电系统的工作原理进行了研究,建立了光伏阵列的有功模型和蓄电池充放电模型。并依据未来气象预测信息完成光伏阵列模型的仿真工作,为后续的经济调度模型提供光伏有功输出的预测方法。其次,为了有效提升用户效益和优化用电结构,本文在考虑各相关因素的基础上,提出一种家用光伏系统经济调度模型。所提模型在峰谷分时电价下,以并网家用光伏发电系统联络线传输功率为优化变量,将用户日收益作为目标函数,通过全局经济调度以获得最佳运行指令,使用户收益最大化。接着采用改进的混沌模拟退火粒子群算法对模型进行求解。为了验证所提经济调度模型的正确有效性,对具体的算例进行分析并将仿真结果与传统调度模型进行对比,结果表明本文所提模型效果良好。该模型不单能优化用电结构和提升收益,且在缓解电网供电压力方面起到较好的作用,能够实现削峰填谷和转移高峰期负荷,在阴天和雨天状况下同样适用。最后,针对未充分考虑负荷的需求响应而限制光伏用户经济性的问题,提出一种计及负荷需求响应的协同经济调度策略,实现了源荷协同调度。通过对家用负荷进行分类并建立负荷需求响应模型,完成对家用负荷的需求响应处理。为充分应对天气因素对系统经济调度产生的影响,本文在考虑光伏出力不确定性的基础上,构建了计及用户卖电收益、购电成本、运行维护费用等的经济调度模型。提出以动态联络线传输功率为优化变量,结合拉丁超立方采样、场景削减法以及改进混沌模拟退火粒子群算法的方法对该模型进行求解。通过对典型算例进行仿真对比研究,验证所提模型和方法的有效性。
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