含多主体的微能源网群两阶段优化调度研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:blaze1982
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单个微能源网存在内部单机容量不足、难以支撑较大负荷和抗扰动能力有限等问题。微能源网群则利用电气和通信技术将空间接近的独立微能源网进行连接,形成一个相对配电网独立的群体。通过协调各子网能源设备的出力进行能量调配实现分布式能源的高效合理利用,进而实现整个系统的平滑稳定运行,有效规避单个微能源网运行缺点。然而,微能源网群存在各子网属于不同的利益主体,且由于实际运行过程中各子网的有限理性,会出现各子网均以自身利益最大化为目标运行的情况,即微能源网群中的优化调度既存在协同合作,也存在竞争关系。因此根据微能源网群中各子网的负荷比例、设备配置、利益诉求等情况,在微能源网群内进行能量调度,使能量合理分配,满足各子网自身利益的同时增强微能源网群运行可靠性,提高整体利益,是研究工作中亟待解决的问题。本文研究微能源网群的经济运行模式,主要工作内容总结如下:第一,针对单个微能源网的能源供给问题提出了一种计及条件风险价值且考虑经济和环保双重目标的两阶段优化调度模型。在第一阶段根据日前新能源出力预测和负荷的预测值,结合不同能源设备运行约束,以调度成本最小为目标,制定各设备单元的预调度计划;在第二阶段,采用场景分析法对新能源和负荷需求的不确定性进行分析,建立动态滚动的实时优化调整模型,以日前优化调度结果为参考值来细化修正实时优化调度中各设备单元出力情况。从而降低系统多能源调度成本,同时避免可再生能源随机性带来的能源短缺风险。第二,从微能源网群整体经济效益出发,构建了微能源网群两阶段优化调度模型,能够有效应对再生能源随机性与负荷的不确定性。微能源网群优化调度模型内含双层优化逻辑。其中上层模型为微能源网群内电力直接交易模型,对参与微能源网群内部交易的所有电量进行整体优化;下层为单个微能源网的优化调度模型,以单个微能源网能量供给成本最小为目标进行优化。上下层通过各微能源网交易电量与购售电因子进行耦合,上层中交易价格决定下层各微能源网设备单元的运行策略,下层可再生能源与负荷的不确定性限制上层交易决策,上下层共同发挥作用,降低各微能源网多能源供给成本。第三,以微能源网群整体交易收益最高为目标,构建了微能源网群内部交易的合作博弈模型,各微能源网根据自身余/缺电力确定参与合作博弈联盟的购/售电角色,从而减少自身能源供给成本。该模型充分利用了各微能源网的多能源协调供给能力,同时考虑微能源网形成合作联盟的动机与行为条件,以联盟整体收益最大化为目标,并将合作剩余公平返还给各参与者,提高微能源网群内各参与者经济效益。仿真实验表明,本文所提出的微能源网群两阶段优化调度模型能够充分考虑各微能源网内的调度资源,减少微能源网群内各微能源网的能源供给成本、降低微能源网群与配电网的交互功率、提高可再生能源消纳率、提升用户用能体验。
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