用戶側(cè)智能用電集成系統(tǒng)的自律協(xié)同能量管理優(yōu)化方法.pdf

1、隨著分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)和電動(dòng)汽車的規(guī)模化發(fā)展，本地層面上的微電網(wǎng)、充/換電站、智能樓宇等多種先進(jìn)的智能用電集成系統(tǒng)和區(qū)域?qū)用嫔系木酆舷到y(tǒng)已經(jīng)成為用戶側(cè)用電系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢，是實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)本地資源分布式接入智能電網(wǎng)、區(qū)域內(nèi)多智能用電集成系統(tǒng)間的協(xié)同管理及與電網(wǎng)友好互動(dòng)的主要系統(tǒng)架構(gòu)，是在用戶側(cè)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文圍繞多種類型智能用電集成系統(tǒng)的自治能量管理優(yōu)化問題和區(qū)域聚合系統(tǒng)的協(xié)同能量管理優(yōu)化問題展開研究，主要?jiǎng)?chuàng)新工作如

2、下:
　　(1)分析了電動(dòng)汽車的充電行為特性，以初始SOC（State of Charge，荷電狀態(tài)）、目標(biāo)SOC、起始充電時(shí)間和終止充電時(shí)間為參數(shù)，建立了電動(dòng)汽車充電可行域模型，并在模型基礎(chǔ)上提出了基于可調(diào)整系數(shù)的電動(dòng)汽車分類方法;分析并量化了系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的四種隨機(jī)事件，提出了基于事件觸發(fā)狀態(tài)機(jī)模型的協(xié)同增效能量管理運(yùn)行框架;根據(jù)建立的電動(dòng)汽車充電可行域模型、分類方法及光伏出力特性，以滿足充電需求和促進(jìn)光伏就地消納為原則，提出

3、了一種基于機(jī)理規(guī)則的充電功率分配策略。
　　(2)分析了換電站內(nèi)電池更換過程和充電過程各自的工作模式和特性，研究了二者間的內(nèi)在聯(lián)系，并建立了機(jī)理模型;在機(jī)理模型基礎(chǔ)上，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)出力和未來換電需求預(yù)測結(jié)果，以換電服務(wù)質(zhì)量、光伏就地消納率和經(jīng)濟(jì)收益作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出了換電站內(nèi)電池充電功率分配策略;分析了不同換電需求預(yù)測誤差對(duì)充電策略的影響，并提出了增加電池儲(chǔ)備的方法消除預(yù)測誤差的影響;針對(duì)充電過程中的功率波動(dòng)問題，提出了采用梯

4、次利用電池平抑功率波動(dòng)的方法。
　　(3)分析了固態(tài)變壓器的架構(gòu)及優(yōu)勢，引入固態(tài)變壓器作為光伏充電站的集成架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)與電動(dòng)汽車充電設(shè)施間的有機(jī)集成。分析了光伏充電站的能量調(diào)節(jié)特性，建立了光伏充電站參與輔助調(diào)頻服務(wù)的調(diào)節(jié)能力模型和能量域模型，研究了光伏充電站參與調(diào)頻服務(wù)的功率分配策略。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)提出的集成架構(gòu)和能量管理策略進(jìn)行了性能驗(yàn)證。
　　(4)分析了日前優(yōu)化的全局尋優(yōu)特性和實(shí)時(shí)優(yōu)化的調(diào)節(jié)特性，基于實(shí)時(shí)

5、滾動(dòng)線性規(guī)劃方法，建立了同時(shí)具備全局優(yōu)化和實(shí)時(shí)調(diào)整能力的智能用電集成系統(tǒng)自動(dòng)需求響應(yīng)模型;分析了實(shí)時(shí)電價(jià)的變化規(guī)律特性，建立了基于K均值聚類算法的動(dòng)態(tài)電價(jià)向量生成模型，為自動(dòng)需求響應(yīng)模型提供全局的電價(jià)信息;為了避免大規(guī)模集中用電行為對(duì)電網(wǎng)電壓幅值水平的帶來的不利影響，建立融合電壓幅值調(diào)節(jié)因子的未來用電需求域模型，可以根據(jù)電壓水平有效地限制充電負(fù)荷;針對(duì)建立的自動(dòng)需求響應(yīng)模型，研究了基于原-對(duì)偶可行路徑跟蹤法的優(yōu)化模型求解方法。