基于交互能源机制的配网产消者分布式优化调度研究

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MENTAL2010
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随着分布式发电技术的迅速发展和售电侧市场的逐步放开,需求侧电能的生产和消费方式将发生巨大转变,集发、用、储于一体的产消者将替代传统电力用户作为新型利益主体参与电力市场运行。灵活可控的产消者兼具社会、经济和环保效益,对其合理调度可提高系统运行的经济性,实现需求侧柔性资源的绿色、高效开发。然而,产消者通常分布于系统结构底层,对于响应上层引导信号的意愿不足;其柔性资源单体小、位置分散,弹性水平难以达到参与电力市场的门槛。另一方面,分布式电源、储能装置等需求侧资源具有不确定性和潮流方向多变的特点,对电力市场交易和配电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。基于此,如何探索新的手段来整合和挖掘局部区域系统的灵活性,实现大规模产消者参与电网友好互动成为亟待解决的课题。在此背景下,本文针对兼具电能生产和消费能力的配电系统产消者,构建了面向能源社区的能量管理模型,并由此对其内部各主体调度模型进行量化表征。在产消者个体层面,以光伏发电(Photovoltaic,PV)和可控负荷(Controllable Load,CL)等灵活性资源为研究对象,分析其产用能特性并对其调度潜力进行建模,同时采用截断通用(Truncated Versatile Distribution,TVD)概率模型来量化和管控实时阶段光伏出力预测偏差带来的调控成本,合理决策灵活性资源调度计划;在配电网运行层面,根据配电网的天然网络特性,采用图论(Graph Theory)对其拓扑结构进行细化建模,并将潮流、安全等系统运行条件和市场机制纳入其中,在充分调度局部系统灵活性的同时,可进一步通过各主体间拓扑关联实现区域系统互联互通。针对能源社区优化调度策略问题,以交互能源(Transactive Energy,TE)机制作为提升系统运行经济性与安全性的手段,针对不同的需求侧灵活性资源节点,以能源社区运行成本表征调度的经济性,以配电网安全运行约束表征调度的安全性,统筹兼顾日前调度的安全性和经济性构建能源社区日前优化调度模型,在满足各个产消者利益诉求的同时保障配电网运行的安全性。针对能源社区中大规模产消者需求响应运行决策问题,采取交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)构建面向能源社区能量管理的分布式优化调度模型;针对大规模产消者优化调度策略迭代计算问题,在交替方向乘子法分布式求解的基础上,进一步提出良好契合网络模型的分支节点并行求解算法,有效地降低了运算和通信负担。最后算例验证所提能量管理模型和调度策略可有效降低了能源社区整体运行成本,在兼顾配网运行安全性的同时,充分挖掘需求侧资源的灵活性。
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