中国电力 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (1): 51-60.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202306102
冯云辰1(), 加鹤萍1(
), 闫敏2, 李根柱1, 刘乐3, 刘敦楠1
收稿日期:
2023-06-27
接受日期:
2023-10-23
出版日期:
2024-01-28
发布日期:
2024-01-23
作者简介:
冯云辰(2000—),女,硕士研究生,从事虚拟电厂、电力市场研究,E-mail:fengyunchen2022@ncepu.edu.cn基金资助:
Yunchen FENG1(), Heping JIA1(
), Min YAN2, Genzhu LI1, Le LIU3, Dunnan LIU1
Received:
2023-06-27
Accepted:
2023-10-23
Online:
2024-01-28
Published:
2024-01-23
Supported by:
摘要:
随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,迅速发展的风电由于其随机性与波动性,面临突出的风电消纳问题。蓄热式电采暖作为中国北方地区主要供暖设备,虚拟电厂作为需求侧资源的主要聚合技术手段,聚合蓄热式电采暖的虚拟电厂可为消纳风电、提高风电利用率提供解决途径。对此,提出一种基于风电功率的分时电价划分方法,实现虚拟电厂聚合蓄热式电采暖参与基于分时电价的清洁供暖交易优化运营。首先,阐述虚拟电厂聚合蓄热式电采暖用户参与风电供暖的交易模式;其次,考虑热惯性对蓄热式电采暖和房屋进行精细化建模,提出基于层次凝聚聚类算法的分时电价方法,建立基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型,并构建多方主体综合收益最大、弃风量最小和负荷波动最小的虚拟电厂多目标运营优化模型;最后,通过算例分析风电消纳效果和虚拟电厂收益,验证该方法能够有效促进风电消纳、提高多方主体积极性,并具有一定的规模经济性,以期为缓解弃风问题提供参考。
冯云辰, 加鹤萍, 闫敏, 李根柱, 刘乐, 刘敦楠. 基于风电分时电价的虚拟电厂参与清洁供暖运营优化方法[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 51-60.
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参数 | 数值 | |
kwall | 18 | |
kwindow | 21 | |
v/(m·s–1) | 3.2 | |
GS/(W·m–2) | 156 | |
FW/m2 | 7 | |
kv | 12.1 | |
ρair/(W·h·℃–1) | 3.2025 |
表 1 典型居民房屋计算建筑热力学模型参数
Table 1 Thermodynamic model parameters for typical residential buildings
参数 | 数值 | |
kwall | 18 | |
kwindow | 21 | |
v/(m·s–1) | 3.2 | |
GS/(W·m–2) | 156 | |
FW/m2 | 7 | |
kv | 12.1 | |
ρair/(W·h·℃–1) | 3.2025 |
参数 | 数值 | |
ηh/% | 99 | |
ηxr/% | 98 | |
ηfr/% | 95 |
表 2 蓄热式电采暖设备参数
Table 2 Regenerative electric heating equipment parameters
参数 | 数值 | |
ηh/% | 99 | |
ηxr/% | 98 | |
ηfr/% | 95 |
参数 | 数值 | |||
λfg | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.10 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.70 | |||
λfp | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.05 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.52 | |||
λpg | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.03 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.41 |
表 3 基于Weber-Fechner定律的负荷模糊响应模型参数
Table 3 Weber-Fechner law based load fuzzy response model parameters
参数 | 数值 | |||
λfg | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.10 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.70 | |||
λfp | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.05 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.52 | |||
λpg | Pa/(元·(kW·h)–1) | 0.03 | ||
Pb/(元·(kW·h)–1) | 0.41 |
时段 | 价格/(元·(kW·h)–1) | |
05:00—20:00 | 0.45 | |
03:00—05:00;20:00—21:00 | 0.31 | |
00:00—03:00;21:00—24:00 | 0.26 |
表 4 场景2电采暖用户分时电价
Table 4 Time-of-use tariff for electric heating users in scenario 2
时段 | 价格/(元·(kW·h)–1) | |
05:00—20:00 | 0.45 | |
03:00—05:00;20:00—21:00 | 0.31 | |
00:00—03:00;21:00—24:00 | 0.26 |
场景 | VPP收益/元 | 用户成本/(元·户–1) | ||
1 | 15189.17 | 50.09 | ||
2 | 18507.92 | 25.17 | ||
3 | 197957.53 | 24.38 |
表 5 不同场景下收益成本对比
Table 5 Benefit comparison of VPP under different scenarios
场景 | VPP收益/元 | 用户成本/(元·户–1) | ||
1 | 15189.17 | 50.09 | ||
2 | 18507.92 | 25.17 | ||
3 | 197957.53 | 24.38 |
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