考虑综合需求响应的配电网规划研究

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煤、石油等化石能源资源有限且大量使用会造成环境污染,如何确保能源清洁、可持续提供以及充分利用不同能源之间的互补特性,是各个国家共同关注的问题。对于电网规划,需求响应措施已经通过对运行策略的影响从而影响到规划方案。传统的需求响应是指供电方通过改变电力价格或者直接补偿的形式引导用户改变其固有的用电模式,从而达到减少或者推移某时段用电负荷的电力供应,而现在的能源系统中包含了电力、天然气、冷、热、交通等多种系统,单一的电力需求响应也逐渐演化为含多种能源的综合需求响应。采用综合需求响应的方法,利用能源间的互补,可提高用户的整体响应潜力和用户满意度,从而达到经济最优。在此背景下,本文从综合需求响应对配电网规划的影响出发,主要对以下几个方面展开了研究:(1)以传统的电力需求响应为基础,分析了实施需求响应的重要意义,梳理并建立了综合需求响应模型。根据相关文献进行总结归纳,从用户参与需求响应的行为将需求响应分为价格型需求响应、激励型需求响应和替代型需求响应,并建立了相应模型。(2)从用户和配电公司角度出发,建立了考虑用户参与综合需求响应满意度的配电网规划模型。将配电公司规划总成本等年值最小作为目标函数,考虑了功率平衡约束、投资建设约束、运行约束、满意度约束以及综合需求响应约束,并采用遗传算法求解所建模型。然后以IEEE14节点配电系统和11节点天然气系统组成的综合能源系统为例,对所建模型进行了仿真分析。算例仿真证明了所建模型能有效降低负荷峰谷差,改善功率分布减少能源浪费,降低配网公司规划总成本。(3)在考虑需求响应不确定的基础上,搭建了考虑用户参与需求响应不确定性的配电网规划模型,以提高规划的合理性以及规划方案的经济性。首先,建立需求响应的不确定性模型,包括价格型需求响应不确定性模型和激励型需求响应不确定性模型。其次,采用机会约束规划理论,对需求响应量进行模糊机会建模,然后转化为清晰等价类形式进行求解。最后以配网公司年综合费用最低为目标函数,包括网架等年值建设成本、年网损成本、年购电成本、执行需求响应成本,建立优化模型,实现经济运行,并采用遗传算法求解模型。以IEEE54节点配网算例进行仿真验证分析,为配电公司等相关部门提供规划建设参考依据。
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