考虑风电、光伏不确定性的虚拟电厂优化调度

作     者：杜柔霞 

作者单位：重庆理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：万文略;杜诚

授予年度：2022年

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

主      题：虚拟电厂 风电、光伏不确定性 价格型需求响应 风险评估 鲁棒优化 

摘      要：随着清洁、低碳的新型能源体系发展,分布式可再生能源、终端用户的再电气化比例大幅增长。为了实现分布式电源的协调控制与能量管理,“虚拟电厂逐渐进入大家视野。本文开展了关于风光不确定性的虚拟电厂优化调度问题的研究。本文所阐述的虚拟电厂基本结构包括燃气轮机、储能装置、风力发电、光伏发电,共同来参与电网的运行。首先展开研究的是考虑价格型需求响应因素后,对风光不确定性的虚拟电厂优化调度的分析,构建了考虑价格型需求响应的虚拟电厂优化调度模型。虚拟电厂充分利用各单元设备的互补性设计出合理的运行策略,将虚拟电厂的综合运行成本最低作为其目标函数,分析了三种场景:只考虑风电、只考虑光伏以及同时考虑风电和光伏,并通过鲁棒模型来解决风电、光伏不确定性问题,由鲁棒优化求出的优化结果可以保证在不确定集合内都是可行的。最终仿真结果表明,虚拟电厂可通过实时电价情况制定相应的出力计划,在同时考虑风光不确定性及价格型需求响应时可实现削峰填谷的效果,获得很好的经济效益。由于在考虑价格型需求响应的虚拟电厂研究中没有考虑惩罚成本,因此本文在后续提出了考虑风险评估与惩罚系数的虚拟电厂优化调度问题的研究。该模型采用的是条件风险价值理论,将风光不确定性量化为虚拟电厂运行的风险成本,经过鲁棒优化保证优化方案在可再生能源机组出力不确定情况下仍然满足相应的运行约束,并尽可能降低不确定性对虚拟电厂运行带来的风险和影响,得到虚拟电厂总成本最小的最优决策方案。本文在第四章使用算例仿真主要分析了相关几个问题:（1）最优的优化调度方案是如何确定的:在一定风险和鲁棒水平的基础上,最优调度优化由燃气轮机的实际综合发电成本,储能电池的充电放电成本及电力市场的购电售电成本最终确定;（2）设定了100个随机场景,检验了模型的鲁棒可行性;（3）探讨了鲁棒性与经济效益之间的密切联系:鲁棒系数越大,设备应对功率偏差的波动时所需要的预留容量越大,总成本越大。