再分配功率電價(jià)制度下基于儲(chǔ)能與電動(dòng)車的居民集群需求響應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25 00:36
在全球倡導(dǎo)低碳的背景下,電動(dòng)車在城市的普及率逐年提高,在已有的分時(shí)電量電價(jià)制度下(以用電量計(jì)算電費(fèi)),電動(dòng)車集中在夜間低費(fèi)率時(shí)段充電,帶來新的負(fù)荷高峰,因此已有分時(shí)電量電價(jià)制度已經(jīng)不能達(dá)到引導(dǎo)用戶削峰填谷的目的。本文采用一種新型電價(jià)制度——再分配功率電價(jià)制度(以用戶負(fù)荷峰值計(jì)算電費(fèi)),該電價(jià)制度能夠引導(dǎo)用戶自發(fā)限制負(fù)荷峰值,達(dá)到削峰填谷的目的。本文研究再分配功率電價(jià)制度下居民集群實(shí)現(xiàn)基于儲(chǔ)能與電動(dòng)車集群的需求響應(yīng)。提出的三個(gè)研究問題為:(1)在再分配功率電價(jià)制度下,居民集群應(yīng)采取的儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能需求響應(yīng)策略與經(jīng)濟(jì)可行性;(2)集群規(guī)模對(duì)集群需求響應(yīng)經(jīng)濟(jì)性的影響;(3)儲(chǔ)能與電動(dòng)車集群協(xié)同參與需求響應(yīng)應(yīng)采取的策略與經(jīng)濟(jì)可行性;谝陨蠁栴},本文的研究?jī)?nèi)容為:(1)采用實(shí)際的再分配功率電價(jià)制度,提出了分時(shí)負(fù)荷限制策略,將提出的策略應(yīng)用于采用兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能的居民集群,通過Python編程模擬得出集群全年負(fù)荷曲線與全年總成本,采用遺傳算法優(yōu)化得到使全年總成本最低的儲(chǔ)能設(shè)計(jì)參數(shù)與系統(tǒng)控制參數(shù)。(2)研究了集群規(guī)模對(duì)集群需求響應(yīng)經(jīng)濟(jì)性的影響,得出使戶均全年總成本最低的最...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電器負(fù)荷建模示意圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文2能源系統(tǒng)程序建模13圖2.1電器負(fù)荷建模示意圖儲(chǔ)能負(fù)荷建模的內(nèi)容是確定儲(chǔ)能設(shè)備在充放電過程中的轉(zhuǎn)換效率和能量損失,并以此實(shí)現(xiàn):(1)充電時(shí),已知儲(chǔ)能設(shè)備輸入功率,確定儲(chǔ)能設(shè)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)換功率;(2)放電時(shí),已知儲(chǔ)能設(shè)備輸出功率,確定儲(chǔ)能設(shè)備的化學(xué)能消耗功率。本文采用的儲(chǔ)能技術(shù)為液流電池。液流電池的原理是利用流動(dòng)的正負(fù)極電解液作為活性物質(zhì),正負(fù)極電解液同時(shí)流經(jīng)雙極板時(shí)發(fā)成電化學(xué)反應(yīng),完成電池的充放電過程。其特點(diǎn)是充放電次數(shù)多,容量大,壽命長(zhǎng),因此適用于需求響應(yīng)的調(diào)峰調(diào)頻[10]。液流電池的充放電能量流和損失如圖2.2所示:充放電過程均包含泵損失、變壓器損失和反應(yīng)損失。相關(guān)的儲(chǔ)能效率參數(shù)為反應(yīng)效率,變壓器效率,其中反應(yīng)效率計(jì)算公式如下式。本文采用的全釩液流電池的設(shè)備參數(shù)為:變壓器效率0.98,電流效率0.98,電壓效率0.95,泵損0.02,最大放電深度為0.9。額定充放電功率與額定容量為優(yōu)化參數(shù),將在下文詳細(xì)敘述[48]。reactionvoltagecoulombic=(2.2)圖2.2液流電池能量流動(dòng)及損失
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文3儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集群規(guī)模案例研究173儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集群規(guī)模案例研究本章研究集群用戶的儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能,比較兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)在再分配功率電價(jià)制度和提出的儲(chǔ)能充放電控制策略下的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)研究集群用戶規(guī)模、儲(chǔ)能設(shè)備效率對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響。3.1儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制策略——集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能本文采用的兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖(a)為集中儲(chǔ)能,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括20戶居民用戶組成的集群,20戶用戶共享的集中儲(chǔ)能設(shè)備,以及控制儲(chǔ)能設(shè)備充放電行為的集中控制單元。20戶用戶和集中儲(chǔ)能設(shè)備從電網(wǎng)獲取電能,同時(shí)20戶用戶也可以從集中儲(chǔ)能設(shè)備獲取電能。集中儲(chǔ)能設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)額定功率PC,額定容量EC根據(jù)用戶集群負(fù)荷設(shè)計(jì)。中心控制單元搜集集群用戶負(fù)荷P,集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC,根據(jù)預(yù)設(shè)的集群負(fù)荷限制DL,以及集中儲(chǔ)能設(shè)備額定功率PC,決定儲(chǔ)能設(shè)備的充放電行為。具體為,當(dāng)集群負(fù)荷低于集群負(fù)荷限制DL時(shí),集中儲(chǔ)能設(shè)備充電,充電功率由集群負(fù)荷與集群負(fù)荷限制DL的差值、集中儲(chǔ)能設(shè)備的額定功率PC、集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC決定(電量充滿即不再繼續(xù)充電),見公式(3.1);當(dāng)集群負(fù)荷高于集群負(fù)荷限制,集中儲(chǔ)能設(shè)備放電,放電功率由集群負(fù)荷與集群負(fù)荷限制DL的差值,集中儲(chǔ)能設(shè)備的額定功率PC,集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC決定(電量低至SoC=0.1即不再放電,保證儲(chǔ)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換效率與使用壽命),見公式(3.2)。居民用戶集群對(duì)電網(wǎng)的凈負(fù)荷為集群負(fù)荷與集中儲(chǔ)能設(shè)備負(fù)荷之和,見公式(3.3),并以此計(jì)算居民用戶集群的總用電費(fèi)用。圖3.1集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:(a)集中儲(chǔ)能,(b)分布儲(chǔ)能
本文編號(hào):3361031
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電器負(fù)荷建模示意圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文2能源系統(tǒng)程序建模13圖2.1電器負(fù)荷建模示意圖儲(chǔ)能負(fù)荷建模的內(nèi)容是確定儲(chǔ)能設(shè)備在充放電過程中的轉(zhuǎn)換效率和能量損失,并以此實(shí)現(xiàn):(1)充電時(shí),已知儲(chǔ)能設(shè)備輸入功率,確定儲(chǔ)能設(shè)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)換功率;(2)放電時(shí),已知儲(chǔ)能設(shè)備輸出功率,確定儲(chǔ)能設(shè)備的化學(xué)能消耗功率。本文采用的儲(chǔ)能技術(shù)為液流電池。液流電池的原理是利用流動(dòng)的正負(fù)極電解液作為活性物質(zhì),正負(fù)極電解液同時(shí)流經(jīng)雙極板時(shí)發(fā)成電化學(xué)反應(yīng),完成電池的充放電過程。其特點(diǎn)是充放電次數(shù)多,容量大,壽命長(zhǎng),因此適用于需求響應(yīng)的調(diào)峰調(diào)頻[10]。液流電池的充放電能量流和損失如圖2.2所示:充放電過程均包含泵損失、變壓器損失和反應(yīng)損失。相關(guān)的儲(chǔ)能效率參數(shù)為反應(yīng)效率,變壓器效率,其中反應(yīng)效率計(jì)算公式如下式。本文采用的全釩液流電池的設(shè)備參數(shù)為:變壓器效率0.98,電流效率0.98,電壓效率0.95,泵損0.02,最大放電深度為0.9。額定充放電功率與額定容量為優(yōu)化參數(shù),將在下文詳細(xì)敘述[48]。reactionvoltagecoulombic=(2.2)圖2.2液流電池能量流動(dòng)及損失
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文3儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集群規(guī)模案例研究173儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與集群規(guī)模案例研究本章研究集群用戶的儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能,比較兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)在再分配功率電價(jià)制度和提出的儲(chǔ)能充放電控制策略下的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)研究集群用戶規(guī)模、儲(chǔ)能設(shè)備效率對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響。3.1儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制策略——集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能本文采用的兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。圖(a)為集中儲(chǔ)能,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括20戶居民用戶組成的集群,20戶用戶共享的集中儲(chǔ)能設(shè)備,以及控制儲(chǔ)能設(shè)備充放電行為的集中控制單元。20戶用戶和集中儲(chǔ)能設(shè)備從電網(wǎng)獲取電能,同時(shí)20戶用戶也可以從集中儲(chǔ)能設(shè)備獲取電能。集中儲(chǔ)能設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)額定功率PC,額定容量EC根據(jù)用戶集群負(fù)荷設(shè)計(jì)。中心控制單元搜集集群用戶負(fù)荷P,集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC,根據(jù)預(yù)設(shè)的集群負(fù)荷限制DL,以及集中儲(chǔ)能設(shè)備額定功率PC,決定儲(chǔ)能設(shè)備的充放電行為。具體為,當(dāng)集群負(fù)荷低于集群負(fù)荷限制DL時(shí),集中儲(chǔ)能設(shè)備充電,充電功率由集群負(fù)荷與集群負(fù)荷限制DL的差值、集中儲(chǔ)能設(shè)備的額定功率PC、集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC決定(電量充滿即不再繼續(xù)充電),見公式(3.1);當(dāng)集群負(fù)荷高于集群負(fù)荷限制,集中儲(chǔ)能設(shè)備放電,放電功率由集群負(fù)荷與集群負(fù)荷限制DL的差值,集中儲(chǔ)能設(shè)備的額定功率PC,集中儲(chǔ)能設(shè)備的電量狀態(tài)SoC決定(電量低至SoC=0.1即不再放電,保證儲(chǔ)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換效率與使用壽命),見公式(3.2)。居民用戶集群對(duì)電網(wǎng)的凈負(fù)荷為集群負(fù)荷與集中儲(chǔ)能設(shè)備負(fù)荷之和,見公式(3.3),并以此計(jì)算居民用戶集群的總用電費(fèi)用。圖3.1集中儲(chǔ)能與分布儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:(a)集中儲(chǔ)能,(b)分布儲(chǔ)能
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