含柔性负荷的微网储能配置与调度方法研究

为解决能源危机日益紧张和环境污染日益严峻的现状,我国以风电、光伏为代表的清洁能源快速发展,为实现能源结构优化和坚定不移地走可持续发展之路奠定了新的希望。微网具有运行模式灵活多样、独立可控、绿色经济等优点,可以有效地消纳清洁能源、实现电能管理、改善电能质量。但清洁能源发电具有间歇性、随机性和波动性,大规模风光并网会对电力系统的稳定运行造成威胁,且风光消纳问题日益突出。同时,传统储能系统的容量配置会极大增加微网的经济成本,用户柔性负荷的储能潜力未得到充分挖掘。本文针对提高清洁能源消纳率、降低微网联络线功率差和负荷削峰填谷的目的,建立了储能电池容量配置与柔性负荷响应的双层优化模型,研究了利用柔性负荷作为虚拟储能对储能电池容量配置的影响,主要工作如下:介绍了目前国内外微网研究的现状和未来发展的方向,总结了国内外有关储能容量配置、柔性负荷作为虚拟储能及柔性负荷响应方面的继有研究成果,指出了存在的问题和不足。建立了含风/光/储的微网模型,介绍了风机、光伏、蓄电池储能系统的工作原理和工作特性,通过对用电设备拥有率及设备日能耗量的分析建立了居民区的基础负荷和柔性负荷模型。建立了储能电池容量优化配置模型,以微网中供电商的日净利润及清洁能源消纳率最大为优化目标,利用模糊优化理论把多目标问题转变成一个单目标问题,制定SOC日前计划对储能电池进行充放电,采用粒子群算法求解储能电池容量。建立了柔性负荷分时电价响应模型,将柔性负荷分为可平移负荷和可削减负荷两类并分别建立数学建模,以综合考虑用户用电舒适度和经济度为优化目标,利用模糊优化理论将多目标转化成一个单目标,采用改进粒子群算法求解。建立了储能电池容量配置与柔性负荷响应的双层优化模型,上层在满足供电可靠性的前提下以供电商的日净收益最大和清洁能源消纳率最大为优化目标,下层以用户的用电舒适度最大和经济度最小为优化目标,以供电商与用户之间的分时电价作为上下层模型连接的桥梁。对所建居民区场景进行算例分析,研究了柔性负荷分时电价响应对所需配置的储能电池容量配置、供电商从大电网的购电量、供电商的日净利润、清洁能源消纳率、用户的日购电费用及负荷曲线削峰填谷的影响。