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1、 HUNAN UNIVERSITY毕业设计(论文) 论文题目 用户侧虚拟发电构建研究 学生姓名学生学号专业班级学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长2015 年6 月 1 日 IV 页 湖南大学毕业设计（论文） 第 摘要随着我国经济发展，电力能源瓶颈显得愈发突出，需求侧新能源发电技术逐渐推广应用。虚拟电厂作为一种需求侧响应方式，利用用户的用电弹性，缓解峰荷时段电力供应紧张状况，对于降低发电上网电价、提高电力系统经济和安全运行具有积极的作用。家庭用户新能源发电并入电网运行为普通用户应用分布式电源开放了新的市场方向。但分布式能源系统具有并网规模小、布置分散的特点,当其并网运行时会对电网系统运行
2、的安全、稳定带来一定的影响。因此，如何利用虚拟发电厂调整用户的用电方式、降低峰谷差、提高用电负荷率及节能减排，是电力产业亟待解决的问题。本文详细阐述虚拟发电厂技术，介绍其概念、结构，研究虚拟发电厂中主要的分布式电源的特性以及并网影响；除此之外，还将对用户侧虚拟发电厂负荷调度中的应用做进一步的研究与讨论；最后提出未来用户侧虚拟发电厂的发展方向。关键词：虚拟发电厂；分布式能源；负荷预测；调度ABSTRACTAlong with our country economic development, electric energy bottleneck is increasingly prominent
3、, demand side gradually popularization and application of new energy power generation technology.Virtual power plant as a way of demand side response, from the users electricity elasticity and ease tensions in peak load period power supply, to reduce power feed-in tariff, increase economic and safe
4、operation of power system has a positive role.Home users of new energy power grid operation for the average user application direction of distributed power supply and open up new markets.But the distributed energy system has the characteristics of grid scattered small scale, layout, when the paralle
5、l operation of the system of power grid security, stability, bring certain influence.Therefore, how to adjust the users way, to reduce the peak valley difference of electricity utilization, as well as improve the load rate and the energy conservation and emissions reduction, is an urgent problem in
6、the electric power industry.This paper elaborated the virtual plant technology, this paper introduces its concept, structure, study the characteristics of virtual power plant mainly distributed power supply and grid impact;In addition, this article will also be on the user side of the application of
7、 the virtual power plant scheduling for further research and discussion,Finally put forward the development direction of the future user side virtual power plant.Key Words: Virtual Power Plant; Distributed Energy; Load Lorecasting; Scheduling目 录第1章 绪论11.1研究背景及意义11.1.1研究背景11.1.2研究意义11.2国内外研究现状及发展趋势21
8、.3 研究主要内容31.4 研究重点难点31.4.1研究重点31.4.2研究难点4第2章 虚拟发电厂52.1基本概念52.2虚拟机组负荷建模52.2.1虚拟机组负荷建模的必要性52.2.2虚拟机组负荷建模分析62.3日负荷数据的归一化处理13 2.4本章小结.15第3章 虚拟发电厂电力负荷预测153.1分布式能源应用153.1.1分布式能源概念153.1.2分布式能源入网对电网的影响分析153.1.3分布式能源并网技术173.2虚拟机组调峰及备用容量服务183.2.1虚拟机组调峰183.2.2虚拟机组备用容量服务203.3虚拟机组可控负荷调度203.3.1虚拟机组用户参与电价分析203.3.2
9、虚拟机组可控负荷调度213.4本章小结23第4章 结论与展望244.1结论244.2展望 24致谢. 25参考文献.26 第 27 页 湖南大学毕业设计（论文） 第1章 绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景近年来，在能源短缺的时代背景下，大力发展智能电网以缓解日益凸显的能源危机与环境问题已成为世界各国的共识。随着我国经济发展，电力能源瓶颈显得愈发突出，需求侧新能源发电技术逐渐推广应用，我国的风电、太阳能发电装机容量已达到世界前列，但是可再生能源发电使用效率较低，仅达到世界平均水平的86%。2010年国际能源署报告显示，自从70年代石油危机以来，发达国家通过提高能效，减少了50%以上的一次
10、能源消费量，大大减少了碳排放，在人均能源消费量基本没有增加的情况下，保证了经济和社会的发展。2011年8月国务院发布了“十二五”节能减排综合性工作方案，提出要控制能源消耗总量与主要污染物排放总量，加强电力需求侧管理，推广能效电厂VPP(Virtual Power Plants)。2013年3月国家电网在发布了关于做好分布式电源并网服务工作的意见，明确指出普通家庭用户新能源发电可并入电网运行，这为普通用户应用分布式电源开放了新的市场方向。而且长久以来，我国各地区出现尖峰时段供电明显不足，但低谷时段电量却大量容量闲置的电力供应现象。这种现象不仅增加了电力供应成本和环境污染排放，而且从社会的角度来看
11、，也是一种极大的资源浪费。因此，如何调整用户侧用电方式、降低峰谷差、提高用电负荷效率及节能减排等，是电力产业亟待解决的问题。1.1.2研究意义电力运行中，如果所有备用容量全由发电机组来承担，因为负荷变化太大，可能最后会造成机组频繁起停，也可能会造成长时间以来“备而不用”的状态，这样不但会造成发电商电费成本的增加，也会导致各种资源的极大浪费。除此之外，由于负荷变化的快速性和随机性，某些备用机组（主要是火力机组），受其出力增长速率的制约，不可能马上响应电力负荷的改变。为保证电力系统的稳定、安全和经济运行，可以考虑将负荷作为一种虚拟电厂进行备用的方法， 在系统峰荷或故障时， 可以减少负荷需求量，等效
12、于增加了备用容量。虚拟发电厂作为一种需求侧响应方式，用来缓解峰荷时段电力供应紧张状况，原理是利用用户的用电弹性，这对于提高电力系统的经济可靠和安全稳定运行、降低发电上网电价具有积极深远的作用。1.2国内外研究现状及发展趋势从虚拟发电厂概念的提出和研究发展历程来看，国外对虚拟发电厂的研究主要源于大量小型分布式发电单元集成以及需求侧响应的智能决策需求，研究问题也多着眼于虚拟发电厂作为一个整体参与电力市场的竞标决策，以最优化虚拟发电厂区域范围内的发电和用电效益。我国研究虚拟发电厂的出发点和侧重点则有所不同，我国的研究的主要目的是为大规模新能源电力的接入提供框架和技术支撑，通过虚拟发电厂的运行机制实现
13、传统能源与新能源之间的互补协同调度与电网的优化运行，以最大程度地平抑新能源电力的强随机波动性，提高新能源的利用率。总体来说，目前我国在虚拟发电厂领域的研究尚处于起步阶段。为适应我国的地理、天气、发电类型结构等具体国情，我国构建虚拟发电厂的结构形式和功能配置必须进行有针对性的设计和调整。但是，从目前我国对电力能源经济环保性的迫切需求及新能源发电规模的快速发展趋势来看，虚拟发电厂在我国将有广阔的发展空间。首先，虚拟发电厂是对大规模新能源电力进行安全高效利用的有效形式。以风能和太阳能为代表的新能源具有显著的间歇性和强随机波动性，以此为一次能源的发电方式不仅会将这些特性继承下来，还会随时空范围的变化产
14、生规律性改变。因此，若将单一形式的多台新能源发电机组规模化地接入大电网，将产生较严重的系统稳定性问题，这将是制约新能源电力大规模开发利用的瓶颈。虚拟发电厂提供的新能源电力与传统能源和储能装置集成的模式，能够在智能协同调控和决策支持下对大电网呈现出稳定的电力输出特性，为新能源电力的安全高效利用开辟了一条新的路径。其次，虚拟发电厂丰富了智能电网的内涵，也扩展了智能电网的外延。智能电网概念提出以来，多数情况下强调电网自身以及电网与用户之间的信息化、自动化、互动化，较少涉及电源与电网的关系。而通常概念下的智能电网对不同类型电源的输出特性也并不十分关注。尽管提到能源利用方式的变革，也提到经济社会效益的综合提升，但具体如何落实，在智能电网概念中并不明确。而虚拟发电厂的提出，为保证安全、可靠、优质、高效的电力供应，满足经济社会发展对电力的多样化需求，解决能源与环保问题提供了可行的解决方案。另外，虚拟发电厂的建设对于完善我国的电力市场体制具有重要的促进作用。在对多种能源发电形式进行有效集成的同时，虚拟发电厂在参与电力市场运营过程中，不仅具有传统发电厂具有的稳定出力和批量售电特征，还具有多
