PDF《光伏/电动汽车/负荷博弈的屋顶光伏容量优化》

光伏 / 电动汽车/ 负荷博弈的屋顶光伏容量优化 潘军1 ,吴红斌1 ,许道强2 ,杨贺钧1 ,杨世海2 ( 1.

合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽省合肥市

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0 9;

2. 国网江苏省电力有限公司,江苏省南京市

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2 4 ) 摘要:近年来中国屋顶光伏发展迅速, 光伏发电置信容量是衡量其对系统可靠性影响的重要指标. 以含屋顶光伏发电系统与电动汽车的别墅型小区为研究对象, 计算屋顶光伏的置信容量与容量可 信度.首先, 引入静态合作博弈理论对光伏阵列、 电动汽车以及居民负荷三者之间的关系进行分 析, 将用户用电不足期望值作为目标函数, 并采用最小获胜联盟算法求解.然后, 通过获得的最大 光伏容量可信度值, 对屋顶光伏装机容量进行优化.最后, 通过对算例系统进行验证, 证明了所提 容量优化方法的有效性和可行性.结果表明, 配置适当容量的屋顶光伏、 增大电动汽车的投入以及 减小负荷峰谷差, 可以提高屋顶光伏容量可信度. 关键词:屋顶光伏发电;

置信容量;

静态合作博弈;

最小获胜联盟;

容量优化 收稿日期:

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修回日期:

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1 3. 上网日期:

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1 2. 国家重点研发计划资助项目(

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0 引言 太阳能因资源丰富、 永不枯竭、 清洁安全成为可 再生能源发电方式的代表[ 1] .屋顶光伏发电系统以 其用地成本低、 电力传输损耗少、 输变电投资小等优 点受到广泛青睐, 光伏置信容量与容量可信度是衡 量光伏发电对配电网系统可靠性贡献的关键标准, 与电力系统可靠性、 经济性有着不可分割的联系. 针对光伏发电置信容量与容量可信度的评估问 题, 现有的研究主要集中在光伏电站, 如文献[ 2] 提 出分层抽样法, 通过天气类型抽样和设备停运概率 改进了光伏发电系统的出力模型;

文献[

3 - 4] 针对微 电网不确定性电源提出了置信容量评估方案.同时, 随着电动汽车的日益普及, 对含电动汽车的微电 网研究也成为热点, 文献[

5 -

6 ] 建立了电动汽车可调 度数量模型及时空模型, 提出充放电策略与经营理 念, 从而增大电动汽车可调度区间, 减小用电成本. 然而上述都很少考虑含电动汽车的屋顶光伏置信容 量的计算, 且未分析各分布式电源之间以及分布式 电源与负荷之间的合作竞争关系.要计算含电动汽 车的屋顶光伏置信容量, 对光伏发电、 电动汽车以及 负荷之间功率交互关系的分析是重点. 实际上, 分布式电源与用户之间存在着既合作 又博弈的关系, 且越来越多的国内外学者开始运用 博弈论的思想求解此类问题.如文献[ 7] 从再生能 源发电、 微电网、 需求响应、 电网演化和博弈均衡求 解方法等多个方面论述了值得深入研究的关键科学 问题.文献[

8 ] 研究了以电动汽车充电站为充电代 理, 实现了电动汽车与虚拟电厂的博弈均衡;

文献 [

9 ] 提出基于主从博弈的一种微网价格响应及供电 定价优化方法;

文献[

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1 1 ] 表明了非合作博弈也可 以被运用到微电网不同优化情境中. 分布式屋顶光伏发电的典型应用为别墅型小 区, 居民用户多为高收入人群, 对用电可靠性要求较 高.本文以分布式屋顶光伏与电动汽车组成的智能 型别墅小区为研究对象, 对居民用电可靠性进行评 估, 利用蒙特卡洛法与二分法计算可靠性与屋顶光 伏容量可信度;