电力需求侧资源的整合与调控模型研究

发布时间：2020-11-17 09:57

　　 随着新一轮能源变革在世界范围内的蓬勃兴起,现代信息技术、网络技术以及智能技术在电力工业中得到广泛应用,电网智能化与能源互联化已成为当今及未来能源与电力领域的必然发展趋势。在此形势下,需求侧价值逐渐凸显,众多新兴能源资源潜力得以挖掘,并将在电力工业安全、低碳、可持续发展进程中发挥越来越重要的作用。立足于中国电力工业实际,挖掘位于电力需求侧的新兴能源资源,通过合理的管理定位、客观条件分析以及调控整合技术,充分发挥各类资源的作用,对于中国构建新型低碳可持续电力工业具有重要的理论和现实意义。已有研究为促进各种需求侧能源资源的有序管理奠定了一定的基础。然而,当前有关以住宅或住宅组群为单位,对各种资源优化整合的研究尚不多见,尤其是兼顾“技术上可行、经济上可持续”双重目标的研究还较少。因此,本文基于国内外已有成果,进一步探索面向中国电力工业终端节能减排目标的电力需求侧资源优化整合调控问题,旨在响应我国能源互联网发展趋势,为相关投资主体、能源与电力改革监管者和政策制定者提供相应的分析方法和决策依据。围绕这一主题,开展以下研究:第一,需求侧资源的整合调控体系研究。结合国内外需求侧资源的技术和经济研究现状,系统分析新的环境下电力需求侧可整合的资源,分析各类资源的技术经济特性,进而界定各类资源在未来电力系统中的应用功能。以典型住宅用户为分析对象,界定得到的可整合调控的需求侧资源包括各类响应型负荷资源、分布式发电资源及分布式储能资源。结合传统综合资源规划理论、电网技术和电力市场的发展趋势,深入分析不同资源的技术经济特性,对需求侧调控加以界定,研究并提出需求侧资源的整合调控框架。第二,构建需求侧资源整合调控基础模型。基于协同论和电力系统经济调度的相关理论,研究系统中不同需求响应资源的整合调控方法和相关模型。选取典型独立住宅作为研究载体,对住宅建筑和能源供应系统从室内冷热供应、加热日常用水等角度进行基本的建模;基于能源转换和储能的角度提出多能源枢纽模型,并进一步对能源枢纽模型进行优化。第三,构建多层次需求侧资源整合调控模型。在建立需求侧资源整合调控基础模型之上,充分考虑不同气候下典型独户住宅的相关参数,融入电力需求响应,对能源枢纽模型做出改进和推广;指明不同气候条件下的转换和存储技术,分析负荷特性,构建独户住宅的能源供应优化模型;提出并利用多层次理论,从独户住宅延伸至住宅组群,由点及面完成对住宅组群需求侧资源的整合调控和优化;设置能源价格组合方案,优化运行范围参数,针对不同情景分别进行深入具体的模拟研究,验证本文研究成果的科学性和有效性。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：F426.61
【部分图文】：

图I一本文研究框架图

１９８０年，Ｃ．Ｇｅｌｌｉｎｇｓ建议通过影响电力用户的行为改变负荷曲线形状。负荷??调整的六个目标为：削峰，填谷，错峰，战略调整，负荷增长预测，改善负荷曲??线，其作用效果如图２－２所示：??Ａ?［ｉＡｉ?八???？??？??？??削峰?填谷?错峰??▲?Ａ?Ａ??ｙｆＶ?ｔＲｖ???？??？??？??战略保护?战略负荷増长?负荷曲线??图２－２需求侧管理方案??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｅｍａｎｄ?ｓｉｄｅ?ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｅｆｆｅｃｔｓ??削峰，填谷和错峰是传统的负荷管理方式。前两者的目的分别是减少峰值和??增加非高峰负荷，第三个的目的是利用储能装置将负荷转移到非高峰阶段。战略??－１５－??

第２章需求侧资源的整合调控体系研宄??机械储能设备包括压缩空气和抽水蓄能、飞轮、固定式和移动式燃料储能。??其中抽水蓄能电站技术成熟、存储容量大、运行寿命长，适宜于电力系统的大容??量储能，但是受水资源和地理条件的限制。热能可以存储在灵敏的蓄热器中。电??能可以直接存储在电化学容器和超导磁储能设备中，也可以间接存储在化学储能??设备中，包括储电池、氢、热化学储能设备和其他能源载体。??目前，各种化学储能设备涵盖的功率范围较广，如图２－３所示。在住宅用户??（额定功率ＳｌＯｋＷ）中，只有化学储能装置可用，比如铅－酸储电池或金属－空气??电池，此外，飞轮也是可用的，但是飞轮储能转换效率较低，大功率飞轮实现难??度大。其他储能技术可用于电压稳定和不间断电源（ＵＰＳ）、应急电源供应或能??源管理中。??
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本文编号：2887367