区域多能源系统源荷不确定性协调优化调度研究

作     者：顾翔 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈哲

授予年度：2021年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：区域多能源系统 不确定性 混合随机区间优化 多时间尺度 

摘      要：随着经济的发展,能源问题越来越受到重视。区域多能源系统可以将系统内的电、气、热等各类能源进行联合调度和供应,提高了能源的利用效率,减少了能源损失。在区域多能源系统的调度过程中,新能源出力与各类负荷需求具有的不确定性,以及系统中能源耦合设备的运行与各能源子网络自身的运行造成的系统中功率平衡的不确定性,这些不确定性因素会对区域多能源系统中的功率平衡造成影响,从而对区域多能源系统的优化调度形成巨大的挑战。为满足考虑不确定性的区域多能源系统优化调度的需要,本文分别从区域多能源系统建模、考虑不确定性的日前优化调度、考虑不确定性的多时间尺度协调优化调度等三个方面对区域多能源系统优化调度进行深入的研究。本文的主要研究工作如下:首先进行区域多能源系统建模。本文研究的区域多能源系统中主要包含风电机组、光伏机组、P2G机组、储能装置等基础单元,它们是实现系统优化调度的基础。因此本文对区域多能源系统中各基础单元以及各能源子网络进行建模,分析研究它们的运行特性以及约束条件,为后续工作打下基础。其次,进行基于混合随机区间优化的区域多能源系统日前优化调度研究。本文首先分析表述了日前时间尺度下新能源出力、各类负荷需求的不确定性以及各能源子网络运行造成的不确定性。为解决不确定性对系统日前优化调度的影响,本文使用混合随机区间优化方法,将系统内具有不确定性的数据区间化,以优化调度后系统运行成本最小为目标,建立基于混合随机区间优化的区域多能源系统日前优化调度模型。然后使用一种两阶段求解算法对优化调度模型进行求解,求出日前最优调度运行区间,并通过算例分析验证日前优化调度模型的有效性。最后,进行区域多能源系统多时间尺度协调优化调度研究。日前优化调度与实际需求之间会存在偏差,所以本文在日前优化调度的基础上建立多时间尺度滚动优化调度模型以满足实际需求。首先构建区域多能源系统多时间尺度优化调度框架,然后分析表述各时间尺度下区域多能源系统的不确定性,以系统运行经济性最好为优化目标,考虑不确定性,建立多时间尺度协调优化调度模型。通过日内滚动优化调度与实时修正调度对日前调度进行逐级修正调整,减小不确定性对于优化调度的影响。最后通过算例分析验证所建多时间尺度协调优化调度模型的经济性。