考虑多元需求侧资源的虚拟电厂构建与运营技术研究

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为实现“碳达峰,碳中和”的战略目标,我国需要大幅提升可再生能源发电的规模。风电、光伏等分布式发电资源是可再生能源发电的重要形式,但其出力具有显著的波动性和不确定性,对电力系统安全稳定运行构成严峻挑战。分布式资源具有数量较多、容量较小、位置分散的特点,难以被电力系统调度,也无法获得参与电力市场交易的资格。虚拟电厂可聚合分布式资源,一方面可平抑分布式发电资源出力的波动,另一方面可规模化分布式资源的容量,从而能够被电力系统调度或参与电力市场并获得经济效益。位于电力需求侧的分布式资源种类众多,通信基站储能是其中的一种。目前国内通信基站的规模正在迅速扩大,通信基站储能是通信基站的备用电源,在保证电网停电情况下无线通信用户正常通信的条件下,可调用通信基站储能进行充放电,因此通信基站储能具有较为可观的调控潜力。目前通信基站储能仍被视为不可调控的资源,也尚未被纳入虚拟电厂。本文将通信基站储能、分布式风电机组、微型燃气轮机共三种位于电力需求侧的分布式资源纳入虚拟电厂,针对该类型虚拟电厂的构建和运营技术进行研究。首先,根据无线通信模型,构建了电网停电情况下,通信基站储能电量和用户通信的信干噪比、通信基站的系统负载的关系模型;考虑用户通信质量和通信基站系统负载约束,提出了通信基站储能最低电量的评估方法。然后,提出了纳入虚拟电厂的通信基站储能选择方法和最低电量约束构建方法;建立了虚拟电厂内部资源容量配置的双层优化模型,其中上层决策目标为建设运营总收益最大化,下层决策目标为运营收益最大化,并采用内嵌惯性权重指数递减粒子群算法的和声搜索算法进行求解。最后,提出了考虑前后时段关联的通信基站储能最低电量约束筛选方法;考虑风电机组出力和电力负荷的预测误差,基于机会约束理论构建了虚拟电厂的备用约束;基于条件风险价值理论构建了虚拟电厂的运营风险模型;建立了虚拟电厂参与市场交易的优化运营模型。
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