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并网型微电网源荷预测及优化运营管理研究

赵文婷  
【摘要】:发展可再生能源可以有效对降低化石燃料的依赖以及环境的污染。传统的集中式发电和远距离传输的电网结构虽然运行稳定,但是也存在机组启动不够灵活、传输成本高以及供电形式单一等问题。开发和延伸微电网能够促进分布式电源大规模接入,解决可再生能源就地消纳问题。但是,微电网系统中的分布式发电具有很强的波动性,高效和安全的微电网电力交易以及能量调度是促进分布式能源就地消纳和保障微电网安全经济运行的关键。同时,随着储能技术的加入使得微电网市场参与交易的市场主体变得多元化,能源交易的去中心化模式可以有效降低能源市场的管理运营成本,但是存在一定的信息安全隐患。此外,微电网交易市场与电力调度机构的相对独立,会造成一定程度的资源浪费,从而降低了微电网整体运营效率。因此,如何构建一个灵活的、高效的、安全的微电网交易平台和微电网电力调度系统对微电网的发展、微电网技术的发展和推首先本文在梳理了微电网运营管理研究进展与理论的基础上,阐述了论文的选题背景和意义。深入分析了并网型微电网运营管理的理论基础和管理管理内容,揭示了发电侧发电预测与微电网交易市场运营、需求侧负荷预测与微电网交易市场运营、以及微电网交易市场与调度运行之间的逻辑联系,从而构建了并网型微电网源荷预测及优化运营管理模式的总框架。其次,进一步对并网型微电网发电侧光伏和风力发电预测以及需求侧微电网用户负荷预测的必要性进行研究。针对发电侧出力预测部分,首先对粒子群算法(Particle swarm algorithm,PSO)进行改进,将改进的粒子群优化算法(APSO)优化K-means算法从而对光伏和风电预测数据集进行相似日筛选,然后分析了光伏及风电历史数据和影响因素的特点,构建基于相似日优化和随机森林的光伏及风电场出力预测模型,以提高光伏发电和风力发电预测的准确性。针对需求侧用户负荷预测部分,根据电力负荷数据的数据类型及特点,使用优化的K-means算法APSO-K-means进行相似日筛选,然后构建自适应权重组合预测模型APSO-ARIMA-SVR以提高组合预测模型的泛化性,从而微电网需求侧用户负荷预测的准确性。发电预测以及用户负荷预测的预测方法的确定为后续并网型微电网优化运营管理模式提供了重要依据并奠定了基础。然后,根据目前微电网市场存在的问题以及安全高效的要求,对并网型微电网的市场运营主体的利益博弈与均衡进行研究,并构建并网型微电网电力交易市场运营模型。首先分析了目前电力市场交易模式的研究现状及局限性,探讨微电网交易市场的特点和亟待解决的问题,发现去中心化交易模式可以降低交易市场的运营成本,提高交易效率。然而,没有中间商运营的去中心化交易模式,存在安全性低的缺点。鉴于此,本文基于纳什均衡理论提出了一种适用于并网型微电网电力市场的交易策略。然后引入联盟区块链技术,保证交易过程的安全性和透明性。从而构建基于纳什均衡和联盟区块链技术的并网型微电网交易市场,打破传统的微电网市场交易模式,在提高电力交易效率,降低运营成本的同时,确保交易过程安全。最后,本文在并网型微电网交易市场研究的基础上,对并网型微电网市场交易下电力调度优化策略进行了研究。微电网系统经济性运行的基础是能量调度优化控制策略。通常,交易市场与调度机构是相对独立的,这样,可能会导致资源的优化配置效率较低,出现能量损失和浪费的情况,同时也会导致整体微电网的运行效率较低。将微电网电力交易市场与调度运行系统耦合,以电力市场来指导调度系统运行,可以提高微电网整体的灵活性,减少对电网的冲击,提高运行效率,节约微电网运营成本。因此,基于微电网电力市场交易信息,提出以交易市场指导调度系统的运行方案,使用松鼠优化算法对微电网系统的构建调度优化模型,对提高能量调度策略的自适应性具有重要的理论与应用价值。故本文在准确获取微电网新能源出力信息及负荷的基础上,依据微电网市场交易信息,制定合理的优化调度方案。并根据上述研究结果,对并网型微电网源荷预测及优化运营管理提出建议。本文对并网型微电网运营优化管理模式的研究,有助于有效落实国家节能减排工作、提升我国微电网发展整体技术水平,有助于微电网合理调配电网电量,优化资源配置。同时,充分利用新能源电力,对推进微电网并网建设和环境保护方面有重要意义。此外,本文研究的并网型微电网优化运营管理模式对新能源电力企业管理理论的发展也具有一定的学术价值。


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