【摘 要】
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虚拟电厂通过对内部清洁主体有效管理,可以实现节能减排。目前虚拟电厂利用电价机制优化各主体运行状况,其促进清洁主体发挥低碳特性的作用有限。因此,在虚拟电厂内引入多种绿色交易机制,调动各主体参与低碳调度的积极性,从而充分发挥电动汽车、新能源的清洁特性,具有重要的研究意义。本文重点研究了含规模化电动汽车的虚拟电厂低碳调度,从多元主体全生命周期碳排放模型的构建、基于阶梯碳价碳交易虚拟电厂低碳调度、基于发电
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(基于行为决策理论的城市电动汽车能量时空转移机制与助推式互动策略,项目号:52077035)
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虚拟电厂通过对内部清洁主体有效管理,可以实现节能减排。目前虚拟电厂利用电价机制优化各主体运行状况,其促进清洁主体发挥低碳特性的作用有限。因此,在虚拟电厂内引入多种绿色交易机制,调动各主体参与低碳调度的积极性,从而充分发挥电动汽车、新能源的清洁特性,具有重要的研究意义。本文重点研究了含规模化电动汽车的虚拟电厂低碳调度,从多元主体全生命周期碳排放模型的构建、基于阶梯碳价碳交易虚拟电厂低碳调度、基于发电权绿色交易及绿证绿色交易低碳调度、考虑预测误差的低碳调度滚动修正四个方面展开研究。首先,构建了虚拟电厂多元主体全生命周期碳排放模型。考虑制造、行驶及报废回收全阶段,构建了无序、有序充电时电动汽车全生命周期碳排放模型。预测了风电机组及光伏机组出力,从部件生产、运输、电厂建设、运营维护、废弃处理五个阶段建立了风电、光伏、燃气轮机全生命周期碳排放模型,并依据实际数据核算碳排放系数,为后文虚拟电厂低碳调度研究奠定基础。其次,提出了基于阶梯碳价碳交易的虚拟电厂低碳调度策略。融合多类型多场景电动汽车充电模型,得到了规模化电动汽车无序、有序充电数据。为各主体分配了碳排放额度,建立了阶梯碳价碳交易低碳调度模型,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法算法求解。与传统碳交易调度结果对比表明,阶梯碳价能提升虚拟电厂碳减排收益。分析了汽车充能方式、电动汽车数量、类型、出行场景、充电模式对调度结果的影响,结果表明,电动汽车数量增多后有序充电可以将充电时间调整到负荷低谷期,提升新能源电力市场份额;电动公交车、节假日出行更能引导虚拟电厂清洁发展。然后,提出了基于发电权绿色交易及绿证绿色交易的虚拟电厂低碳调度策略。分析了阶梯碳价与发电权价格、阶梯碳价与绿色证书价格之间的耦合效应,提出了含碳交易和发电权交易的发电权绿色交易机制、含碳交易和绿色证书交易的绿证绿色交易机制。算例结果表明,提出的两种交易机制相比碳交易均能提升新能源出力占比,碳价、电动汽车数量、新能源规模的增加,有助于提升虚拟电厂环境效益。最后,对考虑预测误差的虚拟电厂低碳调度策略进行了滚动修正。建立了有序充电电动汽车日充电负荷误差预测模型,提出了含误差惩罚成本的新能源出力预测误差模型。利用模型预测控制法滚动修正低碳调度模型,与考虑预测误差的日前调度结果对比分析可知,滚动修正为虚拟电厂各主体带来了更高的经济及环境效益,预测误差度越大,优势越显著。
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