不同運營環(huán)境下可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化及其風險管理.pdf

1、短期運行是可再生能源發(fā)電運行的最關鍵環(huán)節(jié)之一,但是可再生能源發(fā)電的出力隨機性使其短期運行決策伴隨著一定的風險,可再生能源發(fā)電的決策者必須對這種風險進行控制才能制定出合理的短期運行計劃。不同運營環(huán)境下上述風險的承受者和決策者是不同的,因此可再生能源發(fā)電的短期決策需要依據不同的風險承受者分別建模和求解。另外近年來可控負荷(如儲能,電動汽車,智能家居等)發(fā)展迅速,其能夠為可再生能源發(fā)電的優(yōu)化提供更多的可利用資源,因此本文將在考慮可控負荷因素的

2、前提下對不同運營環(huán)境下的可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化及其風險管理展開研究。
　　 可再生能源發(fā)電優(yōu)先入網的環(huán)境下風險承受者和管理者是系統(tǒng)管理人員,非市場環(huán)境和可再生能源優(yōu)先市場環(huán)境都屬于這個范疇,本文首先針對非市場環(huán)境展開研究。這種環(huán)境下可控負荷的投資主要源于系統(tǒng)運行側,因此此時考慮可控負荷因素的可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化就變成了含可再生能源發(fā)電與可控負荷電力系統(tǒng)的短期優(yōu)化。本部分研究內容從系統(tǒng)運行角度出發(fā),將包含儲能、電動汽車、可控

3、消費負荷等在內的可控負荷作為控制量融入傳統(tǒng)的經濟運行模型,以機會備用約束的置信度作為系統(tǒng)風險度量和管理的手段,提出了基于機會備用約束的含可再生能源發(fā)電與可控負荷電力系統(tǒng)的短期優(yōu)化運行模型并求解,研究成果可為含可再生能源發(fā)電與可控負荷系統(tǒng)提供短期優(yōu)化及風險管理的工具。
　　 在可再生能源優(yōu)先的電力市場環(huán)境下風險承受者仍然是由整個系統(tǒng)承擔。由于能量市場的決策模型與非市場環(huán)境類似,因此本文第二部分研究內容落點于市場環(huán)境下含可再生能源系

4、統(tǒng)的旋轉備用優(yōu)化決策及其風險管理上。首先以旋轉備用容量成本、彈性消費負荷的響應成本和傳統(tǒng)負荷的停電損失為綜合成本,以綜合成本期望和條件價值風險為經濟性度量指標,建立了考慮彈性消費負荷的含可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的旋轉備用優(yōu)化和風險管理模型并采用改進的多目標克隆免疫算法和模糊風險決策方法進行求解。在此基礎上為了辨識可再生能源發(fā)電所需備用占系統(tǒng)總備用的比例以便于能源管理部門制定宏觀決策,本文提出采用“備用需求貢獻”概念進行備用需求分攤的方法,該方

5、法能夠有效的區(qū)分市場每個參與方包括各可再生能源發(fā)電的備用需求。此外,無論機會備用約束還是基于成本效益的備用決策模型都會使系統(tǒng)面臨一定的小概率但有可能是巨額損失的尾部風險,為了進一步減少系統(tǒng)面臨的風險,本文還提出了基于保險理論的尾部風險轉移的方法,該方法能夠給系統(tǒng)提供通過支付保費來減少所面臨的小概率厚尾風險的選擇。
　　 為了鼓勵可再生能源自我進步,許多國家在給可再生能源發(fā)電一定補貼的情況下讓其自由參與電力市場競爭,這種情況下可再

6、生能源發(fā)電不確定性造成的風險將由可再生能源發(fā)電設備的擁有者自行承擔?？紤]可再生能源發(fā)電設備的擁有者主要為以下兩種:一是大規(guī)模的可再生能源發(fā)電商,二是含小規(guī)模可再生能源發(fā)電設備的微網。本文的第三部分研究以二者為研究對象對完全市場環(huán)境下可再生能源發(fā)電的短期優(yōu)化運行展開研究。首先提出了市場環(huán)境下含可再生能源和可控負荷的微網的優(yōu)化運行模型,所建模型同時考慮了儲能設備的負荷轉移功能和能量備用功能并采用多目標優(yōu)化和模糊決策方法求解。然后針對含儲能設