光储系统两阶段优化调度策略及分时电价优化研究

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实现“碳达峰、碳中和”是我国未来重要的能源发展目标,分布式光储联合发电系统是实现“碳达峰、碳中和”的重要方式之一。但目前针对分布式光储联合发电系统优化调度策略的研究较少,此外现有调度策略研究存在着系统整体运行经济性较差、在低光照强度场景下不适用等问题。于此同时随着电网中光储用户比例的上升,由于其特殊供电方式对电网整体负荷的影响和对分时电价的响应形式的不同,传统分时电价优化方法将会产生局限性。基于上述问题本文依托国家自然科学基金“考虑需求侧响应的主动配电系统风险评估及优化研究”项目(51607051),分别对分时电价下光储系统的优化调度、考虑光储用户的时段划分和分时电价优化模型等方面开展研究工作。主要研究内容如下:(1)分时电价下光储系统两阶段优化调度策略研究。将储能系统调度策略与光伏发电系统最优调度相结合,形成光储系统的两阶段最优调度策略。首先基于分时电价信息将一个调度周期划分为两个阶段,并引入调度日概念以确保各阶段的调度连续。其次以调度系数作为优化变量,并以最大化用户收益为优化目标对储能系统的充放电功率进行优化调度。最后在不同光伏出力场景下进行验证,结果表明所提两阶段优化调度策略在各场景下都能有效提升系统整体运行经济性,同时能够有效响应分时电价信息从而更积极地实现部分峰时负荷向谷时段的转移,在一定程度上帮助电网减小峰值负荷并提高谷时负荷,从而减小电网的负荷峰谷差。(2)针对预测偏差情况的动态修正运行策略研究。光储系统的日前调度需要基于对光伏发电功率和负荷功率的精确预测,但现有的预测技术无法做到绝对准确。对此,本文提出实际运行中的动态修正运行策略。该策略以预测值与实际值的差值为判断依据,实时调整储能系统充放电功率、系统购电功率和售电功率以平衡预测误差值。结果表明该策略能够实时调整储能系统充放电功率、系统购电功率和售电功率以平衡预测误差值,保证系统运行过程中的功率平衡约束,同时还能够对后续调度计划进行更新以保持整体调度的结果最优。(3)考虑光储用户储能策略调整的分时电价优化研究。首先对光储用户特殊用电方式进行数学建模,得到含有一定比例光储用户的电网综合负荷曲线。其次根据电网的综合负荷曲线进行时段划分,并基于电价弹性矩阵构建能够反映光储用户储能策略调整的需求侧响应模型。最后通过粒子群算法进行求解,并进行算例分析。结果表明所提分时电价优化方法能够有效反映分时电价后光储用户的真实负荷曲线,并对传统分时电价优化方法对光储用户响应曲线的描述误差进行修正,从而最大程度减小电网峰值负荷和负荷峰谷差。
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