考虑新能源出力的分布鲁棒低碳经济调度研究

作     者：张棠茜 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何宇

授予年度：2023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：分布鲁棒优化 电动汽车 碳交易 低碳经济调度 线性决策规则 二次规划 清洁能源 

摘      要：由于能源紧缺、温室效应等问题日益严重,风、光等清洁能源由于其无污染、可持续发展的优势,成为了解决该问题的关键。然而,由于风光出力具有随机性和波动性,给系统运行带来了不确定性,导致出现弃风、弃光的情况。随着低碳电力的发展,电动汽车参与电力系统调度可以提供部分风光消纳空间,为解决环境问题和能源利用率低问题提供重要思路。因此,本文基于通用矩不确定性的分布鲁棒优化方法,刻画风光出力的不确定性,建立一种考虑碳交易与电动汽车的两阶段分布鲁棒低碳经济调度模型,以实现系统运行的经济性与低碳性。本文的研究主要包括以下方面:(1)首先,对分布鲁棒优化方法的应用、原理和一般表示形式进行了简单阐述,然后对分布鲁棒模糊集就其构建的方式、优缺点及应用领域作了较为详细的分类总结阐述,最后对分布鲁棒优化模型的求解策略进行了简要总结。(2)其次,基于通用矩不确定性的分布鲁棒优化方法,刻画风电出力的不确定性,建立一种考虑碳交易与电动汽车储能特性的两阶段分布鲁棒低碳经济调度模型。将碳交易成本引入目标函数中,同时通过电动汽车储能与风力发电协同配合,降低系统碳排放量,提高系统的风电消纳量。基于通用不确定性矩构建风电出力不确定性的模糊集,其能够涵盖不确定参数更多的概率统计信息,使模糊集更加完备。并采用线性决策规则和对偶原理,将原模型最终转换成易于求解的二次规划模型。仿真结果验证了引入碳交易成本和电动汽车对提升系统的经济效益和减少碳排的有效性,并提高了风电消纳量。进一步地,与鲁棒优化模型和确定性模型相比,本文所建立的两阶段分布鲁棒模型更能兼顾了系统运行的经济性和鲁棒性。(3)最后,为解决电动汽车无序充电给系统带来峰上加峰的压力,本文基于低碳经济理念,在综合考虑电动汽车行驶需求基础上,建立电动汽车集群与含风光系统间协调优化运行的两阶段分布鲁棒低碳经济调度模型。构建了用于描述风光出力不确定性的模糊集。采用线性决策规则和对偶原理,将原模型转换成易于求解的二次规划模型。通过仿真算例表明,该模型可以有效地平抑系统的负荷波动,降低负荷峰谷差,减少碳排放量,有效改善弃风、弃光现象,所建模型兼顾了系统运行的经济性与低碳性。