【摘 要】
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多年来,世界各国对于传统化石能源发电方式的依赖,加速了对环境的损害,因此需要加快向清洁能源转型。以风电、光伏为代表的新能源碳排放少,但风电、光伏发电的不确定性将导致供电稳定性变差。目前,智能电网通过引入电动汽车等大容量可控负荷来保证负荷侧响应的灵活性,但当大规模电动汽车入网充电时,其随机性将会给系统带来冲击。因此解决风电、光伏并网和大规模电动汽车无序充电问题,才能进一步向清洁能源转型。虚拟电厂的出
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多年来,世界各国对于传统化石能源发电方式的依赖,加速了对环境的损害,因此需要加快向清洁能源转型。以风电、光伏为代表的新能源碳排放少,但风电、光伏发电的不确定性将导致供电稳定性变差。目前,智能电网通过引入电动汽车等大容量可控负荷来保证负荷侧响应的灵活性,但当大规模电动汽车入网充电时,其随机性将会给系统带来冲击。因此解决风电、光伏并网和大规模电动汽车无序充电问题,才能进一步向清洁能源转型。虚拟电厂的出现则为风电、光伏并网和大规模电动汽车集中充电提供了一个新的发展方向,它能将地域分散的分布式清洁能源和可控负荷聚合在同一平台进行调控。针对以上背景,本文对电动汽车参与的多类型能源虚拟电厂优化调度进行研究。主要完成的工作如下:首先,对含新能源发电的虚拟电厂、电动汽车并网运行和虚拟电厂参与市场交易的国内外发展现状进行了综述。并对虚拟电厂运行结构、控制方式、运行模式进行了阐述,分析虚拟电厂内多种类型电源的运行特性,并建立数学模型。其次,针对风电、光伏出力不确定性问题,考虑基于电价需求响应充电策略和放电补偿策略对电动汽车充放电功率及时间进行优化,构建了含电动汽车、风电、光伏、燃气轮机的虚拟电厂经济调度策略。根据虚拟电厂内部各类型电源特性,以虚拟电厂经济收益最大为目标函数合理优化各电源出力,并分析可控出力电源(燃气轮机和电动汽车)对于虚拟电厂经济收益的影响。通过调用g u r o b i/y a l m i p工具箱优化求解上述模型。结果表明,电动汽车使用基于电价的需求响应充电策略后,峰时段充电负荷得到了转移,其“削峰填谷”作用显著。此外,通过调控燃气轮机和电动汽车出力,降低了虚拟电厂内风电、光伏计划出力与实际出力的偏差,保证了虚拟电厂供电可靠性,提高了虚拟电厂经济收益。最后,为响应国家“双碳”目标,在第四章电动汽车参与的虚拟电厂经济调度模型的基础上进行改进。详细介绍碳排放交易机制原理,以及虚拟电厂加入碳排放交易机制后与电力市场的交易方式,并将碳排放交易机制和污染物排放成本加入到含有风电、光伏、燃气轮机、储能系统和电动汽车的虚拟电厂中,建立虚拟电厂经济与环境调度模型。通过调用gurobi/yalmip工具箱优化求解上述模型内部各部分出力,使虚拟电厂整体经济和环境效益得到保证。结果表明,电动汽车参与的虚拟电厂通过引入碳排放交易机制和污染物排放成本可以降低虚拟电厂碳排放量及其排放成本,使虚拟电厂经济与环境效益得到保证。
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