【摘 要】
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大量具有间歇性与分布性的新能源并入电网,对电力系统的调峰调频能力提出了新的要求。暖通空调（Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC）、电动汽车（electric vehicle,EV）以及储能等具有高灵活性和强可控性,具备巨大的调峰调频潜力。针对大规模风电并网带来的电力系统功率、频率不平衡问题,本文以HVAC和储能作为研究对象,从频率响应与电力系统
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大量具有间歇性与分布性的新能源并入电网,对电力系统的调峰调频能力提出了新的要求。暖通空调（Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC）、电动汽车（electric vehicle,EV）以及储能等具有高灵活性和强可控性,具备巨大的调峰调频潜力。针对大规模风电并网带来的电力系统功率、频率不平衡问题,本文以HVAC和储能作为研究对象,从频率响应与电力系统优化调度两个方面对HVAC与储能联合参与需求响应的控制策略进行研究,具体工作如下:（1）针对HVAC和储能的协同调度问题,建立了面向需求响应的HVAC与储能通用电池模型。该模型可以刻画HVAC与储能的灵活性,并结合多场景法与鲁棒优化分析了用户用电行为不确定性对HVAC参与需求响应的影响,给出了模型的鲁棒边界。仿真结果表明考虑不确定性的模型比不考虑不确定性的模型能够更加准确的刻画HVAC的功率特性,验证了HVAC与储能可以增加电力系统的灵活性,并进一步验证了该模型在需求响应中的有效性。（2）针对在大量随机性、间歇性的可再生能源并网的背景下补充机组快速调节能力不足的问题,基于HVAC和储能的调频特性,提出了一种储能和HVAC联合参与调频的自适应控制策略。在HVAC和储能的出力分配系数模型中综合考虑了频率偏差,频率偏差变化率,荷电状态（state of charge,SOC）和用户舒适度。通过阶跃负荷扰动和连续负荷扰动仿真验证了控制策略的有效性,并将本文所提方法与固定分配系数的控制策略进行了对比分析,仿真结果表明本文控制策略可以提升调频效果,同时能够满足SOC的约束以及用户舒适度要求。（3）针对现阶段电力系统能源利用效率低、风电消纳能力不足和调度成本高昂的问题,提出了HVAC与储能共同参与电力系统优化调度的调度方案。根据条件风险价值理论将风电不确定性计入到风电风险成本,建立了考虑风电不确定性的日前调度模型。并且,为了平抑联络线功率波动,在日前调度的基础上,考虑时间颗粒度对电力系统进行实时优化调度。仿真结果表明该调度方法可以在满足HVAC与储能的约束条件前提下,提高风电消纳水平,降低电力系统调度成本。
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