不同運(yùn)營環(huán)境下可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化及其風(fēng)險(xiǎn)管理.pdf

1、短期運(yùn)行是可再生能源發(fā)電運(yùn)行的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,但是可再生能源發(fā)電的出力隨機(jī)性使其短期運(yùn)行決策伴隨著一定的風(fēng)險(xiǎn),可再生能源發(fā)電的決策者必須對這種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制才能制定出合理的短期運(yùn)行計(jì)劃。不同運(yùn)營環(huán)境下上述風(fēng)險(xiǎn)的承受者和決策者是不同的,因此可再生能源發(fā)電的短期決策需要依據(jù)不同的風(fēng)險(xiǎn)承受者分別建模和求解。另外近年來可控負(fù)荷(如儲(chǔ)能,電動(dòng)汽車,智能家居等)發(fā)展迅速,其能夠?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電的優(yōu)化提供更多的可利用資源,因此本文將在考慮可控負(fù)荷因素的

2、前提下對不同運(yùn)營環(huán)境下的可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化及其風(fēng)險(xiǎn)管理展開研究。
　　 可再生能源發(fā)電優(yōu)先入網(wǎng)的環(huán)境下風(fēng)險(xiǎn)承受者和管理者是系統(tǒng)管理人員,非市場環(huán)境和可再生能源優(yōu)先市場環(huán)境都屬于這個(gè)范疇,本文首先針對非市場環(huán)境展開研究。這種環(huán)境下可控負(fù)荷的投資主要源于系統(tǒng)運(yùn)行側(cè),因此此時(shí)考慮可控負(fù)荷因素的可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化就變成了含可再生能源發(fā)電與可控負(fù)荷電力系統(tǒng)的短期優(yōu)化。本部分研究內(nèi)容從系統(tǒng)運(yùn)行角度出發(fā),將包含儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、可控

3、消費(fèi)負(fù)荷等在內(nèi)的可控負(fù)荷作為控制量融入傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型,以機(jī)會(huì)備用約束的置信度作為系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)度量和管理的手段,提出了基于機(jī)會(huì)備用約束的含可再生能源發(fā)電與可控負(fù)荷電力系統(tǒng)的短期優(yōu)化運(yùn)行模型并求解,研究成果可為含可再生能源發(fā)電與可控負(fù)荷系統(tǒng)提供短期優(yōu)化及風(fēng)險(xiǎn)管理的工具。
　　 在可再生能源優(yōu)先的電力市場環(huán)境下風(fēng)險(xiǎn)承受者仍然是由整個(gè)系統(tǒng)承擔(dān)。由于能量市場的決策模型與非市場環(huán)境類似,因此本文第二部分研究內(nèi)容落點(diǎn)于市場環(huán)境下含可再生能源系

4、統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化決策及其風(fēng)險(xiǎn)管理上。首先以旋轉(zhuǎn)備用容量成本、彈性消費(fèi)負(fù)荷的響應(yīng)成本和傳統(tǒng)負(fù)荷的停電損失為綜合成本,以綜合成本期望和條件價(jià)值風(fēng)險(xiǎn)為經(jīng)濟(jì)性度量指標(biāo),建立了考慮彈性消費(fèi)負(fù)荷的含可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)管理模型并采用改進(jìn)的多目標(biāo)克隆免疫算法和模糊風(fēng)險(xiǎn)決策方法進(jìn)行求解。在此基礎(chǔ)上為了辨識(shí)可再生能源發(fā)電所需備用占系統(tǒng)總備用的比例以便于能源管理部門制定宏觀決策,本文提出采用“備用需求貢獻(xiàn)”概念進(jìn)行備用需求分?jǐn)偟姆椒?該方

5、法能夠有效的區(qū)分市場每個(gè)參與方包括各可再生能源發(fā)電的備用需求。此外,無論機(jī)會(huì)備用約束還是基于成本效益的備用決策模型都會(huì)使系統(tǒng)面臨一定的小概率但有可能是巨額損失的尾部風(fēng)險(xiǎn),為了進(jìn)一步減少系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn),本文還提出了基于保險(xiǎn)理論的尾部風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移的方法,該方法能夠給系統(tǒng)提供通過支付保費(fèi)來減少所面臨的小概率厚尾風(fēng)險(xiǎn)的選擇。
　　 為了鼓勵(lì)可再生能源自我進(jìn)步,許多國家在給可再生能源發(fā)電一定補(bǔ)貼的情況下讓其自由參與電力市場競爭,這種情況下可再

6、生能源發(fā)電不確定性造成的風(fēng)險(xiǎn)將由可再生能源發(fā)電設(shè)備的擁有者自行承擔(dān)。考慮可再生能源發(fā)電設(shè)備的擁有者主要為以下兩種:一是大規(guī)模的可再生能源發(fā)電商,二是含小規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電設(shè)備的微網(wǎng)。本文的第三部分研究以二者為研究對象對完全市場環(huán)境下可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化運(yùn)行展開研究。首先提出了市場環(huán)境下含可再生能源和可控負(fù)荷的微網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行模型,所建模型同時(shí)考慮了儲(chǔ)能設(shè)備的負(fù)荷轉(zhuǎn)移功能和能量備用功能并采用多目標(biāo)優(yōu)化和模糊決策方法求解。然后針對含儲(chǔ)能設(shè)