虚拟电厂多目标并行优化调度研究

随着经济的发展,我国所面临的环境问题与电力等能源的需求急剧增长的矛盾越来越突出,因此加大清洁能源的发展力度,增加清洁能源占总能源的比重以及提高资源利用效率已成为新时代解决能源困局的一个热门的研究课题。为了详细研究和探讨清洁能源的发展方式,本文深入研究了风力发电、光伏发电等清洁能源机组出力不可控、随机波动大、间歇性等特点,并根据机组出力的特点对风力发电机组和光伏发电机组的出力进行模拟预测,为研究含有清洁能源的电力系统经济调度提供了基础。由于大规模风电、光伏发电等清洁能源出力波动大,我国现有电网难以完全消纳,造成清洁能源的大量浪费。另外,热电联产“以热定电”的发展方式决定了其产热与发电不可兼顾,调度难度大。为了解决上述问题,实现多种能源的优势互补,本文综合考虑含大规模风力发电、光伏发电的清洁能源,热电联产机组,电热储能系统以及可控负荷,建立了虚拟电厂供热与供电联合经济调度模型。该调度模型以虚拟电厂净收益最大和温室气体排放量最小为目标函数,可以在节能减排,防止资源浪费的基础上充分发挥多种不同能源的规模化效益,取得较好的经济效益。由于大规模电力系统经济调度优化变量多,计算量大,因此本文提出一种利用分子间势能关系与分层并行化思想改进的新型多目标并行分子微分进化算法对该模型进行求解,提高了算法的计算速度,并在进化后期获得了更高的个体多样性,有效避免群智能算法易陷入早熟的瓶颈,求解结果更为精确。最后,本论文通过对该虚拟电厂经济调度模型的计算,得出最优经济调度方案,验证了本文方法的有效性及优越性。研究成果可用于解决清洁能源的可靠消纳和热电联产机组产热与发电不可兼顾的问题当中,可以发挥系统的规模化效益,能够实现在节能减排的基础上获得更高的经济效益。