论文题目：电动汽车参与下虚拟电厂的优化调度
摘要：进入二十一世纪以来,由于环境污染问题日益加重,化石能源逐渐枯竭,所以全球许多国家开始大力提倡新能源的发电,故新能源发电的利用率迅速提升,可是新能源在并网后的波动性和不确定性问题突出,从而导致电能质量下降。当前,智能电网开始通过引入电动汽车（electric vehicle,EV）等可控负荷来保证负荷侧的灵活性,但是随着电动汽车规模不断增大,会对负荷需求侧的安全稳定性带来冲击,对于电动汽车发展的大趋势而言,它的发展还是利大于弊。因此,如何解决新能源的并网问题和电动汽车入网带来的冲击问题成为了当务之急,于是便有专家和学者提出虚拟电厂（virtual power plant,VPP）的概念,虚拟电厂的特殊性保证了地域分散的清洁能源和储能系统以及负荷可以聚合成一个特殊的电厂,为并网模式开通了一条新的道路。在此背景下,对相关课题进行了初步研究,主要完成了以下研究工作:首先,分别从虚拟电厂的概念、特性、控制方法等方面对虚拟电厂整体的运行特性进行剖析,并通过介绍虚拟电厂和微网的区别,进一步展示出虚拟电厂在并网上的优势,对虚拟电厂内部不可控电源的特点和模型进行阐述。其次,针对虚拟电厂内部聚集的新能源发电的随机性和间歇性等问题,构建了电动汽车参与下的虚拟电厂运行结构,基于分时电价的机制和考虑虚拟电厂内部各单元的运行特点提出了相应的虚拟电厂运行策略和运行流程,仿真过程中利用fmincon函数和粒子群优化算法来优化各时刻虚拟电厂中可控机组的出力,分析内部的可控单元对虚拟电厂经济效益的影响。仿真结果表明,电动汽车配合燃气轮机联合出力下,所留出的旋转备用能够基本上平抑风电、光伏的出力偏差,保证了虚拟电厂的供电可靠性和虚拟电厂的经济性。最后,为了响应国家“低碳电力”“绿色发展”的口号,减小对环境的污染。在前文建立的经济调度模型基础上,将碳交易机制和环境污染问题融入到虚拟电厂的优化调度中,构建了计及碳交易机制和排污成本的电动汽车参与下虚拟电厂的经济与环境调度模型。对虚拟电厂在参与碳交易时候与电力系统之间的交互情况进行阐述,并提出相应的运行流程,仿真过程中利用基于改进惯性权重的混沌粒子群优化算法对虚拟电厂内部的燃气轮机、电动汽车和储能电池各时刻的实际出力进行优化,分析内部机组对模型的经济效益与环境效益的影响。仿真结果表明,碳交易的引入促进了新能源的消纳,降低碳排放,虚拟电厂的整体效益更佳,具有一定的现实意义。
关键词：虚拟电厂;电动汽车;运行策略;碳交易;混沌粒子
学科专业：工程硕士（电气工程）（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的选题背景及意义
1.2 课题的国内外发展与研究现状
1.2.1 虚拟电厂的国内外发展与研究现状
1.2.2 电动汽车结合配电网的国内外发展与研究现状
1.3 本文的主要工作内容
第二章 虚拟电厂的特性分析
2.1 虚拟电厂的概述
2.1.1 虚拟电厂分类
2.1.2 虚拟电厂的整体控制结构
2.2 虚拟电厂特性
2.3 虚拟电厂的控制方法
2.4 虚拟电厂与微网的区别
2.5 虚拟电厂中不可控电源出力预测方法
2.5.1 风电出力模拟
2.5.2 光电出力模拟
2.6 本章小结
第三章 电动汽车参与下基于分时电价的虚拟电厂经济调度
3.1 引言
3.2 电动汽车特性
3.2.1 电动汽车行为特征
3.2.2 电动汽车补偿机制
3.3 虚拟电厂的结构及运行策略
3.3.1 虚拟电厂内部结构
3.3.2 基于分时电价的虚拟电厂运行策略
3.4 虚拟电厂优化运行模型
3.4.1 虚拟电厂出力计划和电动汽车出力
3.4.2 虚拟电厂日内调度模型
3.4.3 虚拟电厂的约束条件
3.5 求解方法及算法流程
3.6 算例分析
3.6.1 虚拟电厂相关参数与数据
3.6.2 电动汽车参与虚拟电厂调度情况分析
3.6.3 燃气轮机计划出力系数分析
3.7 本章小结
第四章 计及碳交易和排污成本的电动汽车参与下虚拟电厂的经济与环境调度
4.1 引言
4.2 碳交易机制与调度模式
4.2.1 碳交易机制
4.2.2 虚拟电厂的调度模式
4.3 虚拟电厂的经济与环境调度模型
4.3.1 虚拟电厂的计划出力
4.3.2 目标函数
4.3.3 约束条件
4.4 求解方法及算法流程
4.5 算例分析
4.5.1 预测误差对虚拟电厂的影响分析
4.5.2 经济与环境调度优化结果分析
4.5.3 电动汽车参与虚拟电厂经济与环境调度的效益分析
4.5.4 碳排放价格对调度结果的影响分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢