能源互联网条件下微网运营优化及综合评估模型研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 1次 | 上传用户:mailxxf
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面对日益严峻的能源和环境问题,调结构、提能效己成为必由之路。具有高比例可再生能源的微网可以推动能源供给侧改革,体现新型电力能源技术发展水平,促进建成清洁低碳、安全高效的现代能源体系。微网发展,运营为先。良好的运营管理水平可以增强微网能量利用的主动性、灵活性和经济性,提升可再生能源消纳率和综合能源利用率,是促进微网建设长效推进、探索能源与经济-社会-环境和谐发展的必备要素。随着国家新能源微网政策的推广、节能减排指标的公布,微网及其运营管理的重要性已经逐步上升到国家战略层面。然而,能源互联网等新技术、新理念的发展将使微网的物理架构、经济调度方式、市场运营互动模式发生改变,给传统微网运营管理工作带来了新挑战。对此,本文建立了一套能源互联网条件下考虑不同市场背景和互动模式的微网运营优化方法并结合能源互联网的发展趋势,构建了微网运营管理综合评估体系,为适应能源互联网要求的微网运营发展提出了激励政策建议,旨在回答:什么是能源互联网?能源互联网将给微网发展和运营管理带来哪些机遇和挑战?如何基于不同市场发展阶段及不同互动需求来应对?应该配以怎样的综合评估和激励政策体系?希望通过回答这些问题,为未来微网运营和发展的相关工作提供新思路、新方法、新工具。本文的主要工作总结如下:首先,提出了能源互联网条件下微网运营发展的机遇和挑战。从能源互联网的发展需求及演化方向出发,明确了能源互联网条件下微网的发展趋势。阐述了能源互联网的发展历程,剖析了能源互联网的四项基本特征以及未来的三个演化方向,重点提出了能源互联网条件下,微网在规模数量、结构演化以及互联交易三方面的发展机遇和前景。界定了本文研究的微网运营问题为:重点针对并网型微网,外部根据能源互联网的发展需求,从系统整体出发研究微网与市场其他运营主体的互动机制与交易模式,内部在互动机制基础上,综合考虑运行及交易成本,实现微网中供给侧和需求侧的最佳配置,完成源-网-荷-储协同优化。进而,结合我国传统微网运营发展的瓶颈及不足,明确了能源互联网条件下微网在运营优化及运营管理水平综合评估等方面面临的挑战,并提出了改进相关研究方法的基本思路,以促进微网运营更好的适应新环境、新趋势、新要求。其次,考虑能源互联网给微网运营管理带来的挑战,分别从低市场和管制市场两个阶段提出了利于系统整体发展和能源互联网开放互联需求的市场互动机制,从而针对性的提出了微网运营优化方法。在低市场阶段,结合能源互联网互联互动特性和系统清洁高效要求,提出了能够促进微网与配电网双向友好互动的激励分摊机制,设计调度、可再生能源消纳贡献率等评判指标并构建了基于激励分摊机制的常规型微网-配电网运营互动优化模型。在管制市场阶段,考虑到市场放开与管制并存,微网之间引入交易机制,并且更多的微网内部升级实现多能互补集成优化,首先提出了多微网-配电网多向互动市场机制并构建了交互决策博弈模型,在此基础上,最终完成以综合运营成本最小化为目标的多能互补型微网供需协同运营优化。两阶段研究由外部互动需求到内部供需结构层层递进,通过横纵向、冬夏季多情景仿真对比,验证了所提机制的适用性和微网运营优化模型的有效性。第三,针对传统微网运营管理评估体系与能源互联网的发展需求不匹配的的问题,提出了能源互联网条件下微网运营管理水平综合评估方法。从对能源互联网条件下微网运营评估特征的分析入手,全面覆盖网络优化、效率优化以及服务优化三个维度,借用鱼骨图分析法设计并建立了包含3个一级指标、9个二级指标和50个三级指标的能源互联网条件下微网运营管理水平综合评估指标体系。此外,为保证评估的先进性和合理性,采用兼顾主客观信息的群组决策-反熵权组合法对能源互联网条件下微网运营管理水平综合评估问题进行递阶综合赋权求解,以促进所提方法能更好的应用于实际工作。第四,为了保证在能源互联网条件下,微网运营获得适用性发展,本文对适应能源互联网要求的微网运营发展激励政策体系展开了研究。建立了促进能源互联网条件下微网运营发展的管理体系,并结合我国微网运营发展特点以及我国能源市场现实国情,将我国微网运营发展分为低市场、管制市场、高市场和成熟市场四个阶段,重点根据每一阶段的不同特点和目标,有针对性的提出和设置了不同的运营技术激励政策、市场产业激励政策、财税激励政策以及投融资激励政策。深刻理解能源互联网的本质,充分响应能源互联网的发展需求是推进未来微网建设产业化、可持续、适用性发展的关键。要鼓励运营互动模式大胆创新,逐渐打破传统体制机制的障碍,与时俱进完成微网的运营优化及综合评估工作,促进以电力系统为核心的新一代能源系统逐步实现。本文工作可为能源互联网条件下微网运营优化及管理水平的提升和改善提供定量分析方法,为微网、配电网等市场运营主体之间的互动方式提供具体借鉴方向,也可为政府有关部门制定微网进一步建设发展的相关政策提供理论及决策依据。
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