【摘要】：近年來,可再生能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的滲透率不斷提高,世界各國的電力系統(tǒng)正朝著綠色、低碳的方向不斷發(fā)展。但由于可再生能源并網(wǎng)功率具有波動性和不確定性,在其大規(guī)模并網(wǎng)的背景下,這種波動性和不確定性給保障電力系統(tǒng)供電安全帶來了新的挑戰(zhàn)。規(guī)模化儲能技術(shù)的逐漸成熟為解決上述問題提供了新的手段,和其他解決方案相比儲能技術(shù)在某些應用場景下可以發(fā)揮其靈活性優(yōu)勢。本文將規(guī)模化儲能技術(shù)作為電力系統(tǒng)規(guī)劃問題的技術(shù)選項,結(jié)合各類解決方案的技術(shù)特點,實現(xiàn)電網(wǎng)和儲能的協(xié)調(diào)規(guī)劃。本文的主要研究內(nèi)容如下:1)在規(guī)�；瘍δ苄枨笤u估方面,針對當前系統(tǒng)運行瓶頸,提出了基于瓶頸識別的儲能需求評估方法。首先,建立了系統(tǒng)運行瓶頸識別模型,以量化影響系統(tǒng)功率平衡的多維度運行瓶頸,各個場景引發(fā)的系統(tǒng)運行瓶頸由模型中定義的運行限制指標量化描述。然后,利用基于余弦相似度的聚類方法將這些場景根據(jù)其運行限制指標聚類到一個或多個類別中。最后,針對每個類別比較分析多種瓶頸消除選項的相對經(jīng)濟性,這些選項中包括了不同技術(shù)類型的儲能,通過比較分析研究得出各種瓶頸消除選項應對多類別瓶頸的相對經(jīng)濟性結(jié)論。2)在儲能規(guī)劃消除當前系統(tǒng)瓶頸的方面,本文考慮可再生能源強波動性,建立了可選型、定容的儲能規(guī)劃模型,用于決策滿足系統(tǒng)充裕性需求的儲能規(guī)劃方案。該模型結(jié)合了儲能和常規(guī)機組的技術(shù)特點,可減少儲能的投資成本、增強規(guī)劃結(jié)果的經(jīng)濟性。算例研究中以風電爬坡事件為例,通過幾個典型爬坡場景綜合比較了儲能相比常規(guī)機組爬坡速度快、調(diào)節(jié)范圍大、啟停靈活等方面的優(yōu)勢,并分析了可再生能源強波動性對規(guī)劃結(jié)果的影響。3)針對面向未來的長期系統(tǒng)規(guī)劃,在儲能、電源聯(lián)合規(guī)劃方面,提出了一種基于區(qū)間優(yōu)化的不確定性儲能、電源聯(lián)合規(guī)劃方法。該方法適用于考慮儲能模型后的混合整數(shù)線性規(guī)劃運行子問題,其優(yōu)勢在于問題規(guī)模適當,模型簡潔、易實現(xiàn),且可以應對給定區(qū)間內(nèi)的所有的“最壞”情況。同時分析了儲能、電源聯(lián)合規(guī)劃中廣泛使用的松弛儲能模型,對其儲能定容的精度進行了比較研究。本文還提出了一種雙區(qū)間策略,對兩個基于區(qū)間的集合采用不同的負荷減載和可再生能源棄電策略,可降低投資決策的保守性。4)針對面向未來的長期系統(tǒng)規(guī)劃,在儲能、輸電網(wǎng)絡聯(lián)合規(guī)劃方面,提出了一種基于兩階段魯棒優(yōu)化的不確定性儲能、輸電網(wǎng)絡聯(lián)合規(guī)劃模型,該模型可以在考慮可再生能源發(fā)電不確定性的情況下提供儲能和輸電線路的投資決策。其中的第二階段是含儲能充放電狀態(tài)0-1變量的混合整數(shù)運行決策問題,針對此,本文使用嵌套列和約束生成算法求解帶有混合整數(shù)第二階段問題的兩階段魯棒優(yōu)化模型。算例研究中分析了儲能對緩解輸電線路阻塞的作用,以及新建儲能減少輸電線路投資的經(jīng)濟合理性。
【圖文】：

士學位論文邐第二章基于瓶頸識別的規(guī)�；瘍Ω鞣N瓶頸消除選項應對多類型瓶頸的相對經(jīng)濟性結(jié)論。逡逑究框架逡逑架概述逡逑章提出的方法旨在識別和消除系統(tǒng)運行瓶頸，分析系統(tǒng)對儲能的括系統(tǒng)運行瓶頸識別、基于余弦相似性的ＤＢＳＣＡＮ和瓶頸消除分析等步驟。通過建立各類別瓶頸特征與瓶頸消除選項之間的能消除各類瓶頸的技術(shù)經(jīng)濟性分析結(jié)論。逡逑ｆ￣邐＇逡逑

８節(jié)點測試系統(tǒng)包含５臺常規(guī)機組和３個風電場。常規(guī)機組和風電場的總?cè)蒎义狭糠謩e為３５００邋ＭＷ和１９００邋ＭＷ。風電數(shù)據(jù)來自ＮＲＥＬ風電并網(wǎng)數(shù)據(jù)集（ＮＲＥＬ逡逑ＷｉｎｄｌｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＤａｔａＳｅｔｓ）邋［８９】，包含共２１９０天的情景。圖２－２為８節(jié)點測試系統(tǒng)逡逑的示意圖。為了反映分鐘級的風電爬坡特征，在本算例中，調(diào)度時間間隔設置為逡逑１５分鐘，機組組合時間間隔設置為１小時，模型按照式（２－５８）進行擴展。逡逑丨’邋Ｇ１、）邐（邋Ｗ１邋＇）邐丨’邋Ｗ３邋＇＇邋ｆ邋Ｇ２邋＇Ｉ逡逑！邋Ｇ５邋）邋ｉ邋Ｇ４邋ｊ邐｛邋Ｗ２邋！邐（邋Ｇ３逡逑圖２－２邋８節(jié)點系統(tǒng)示意圖逡逑２８逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM715

【參考文獻】

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本文編號：2683280