基于需求響應的光伏微網儲能系統多目標容量優化配置/周楠，樊瑋，劉念，林心昊，張建華，雷金勇

研究背景

當前，大規模分布式光伏并網和消納困難，棄光嚴重。在光伏微網中配置合理容量的儲能設備是促進分布式光伏就地消納、提高光伏系統效能的有力方式。隨著電力市場的完善和通信、計量設施的普遍應用，用戶側參與需求響應帶來的負荷優化成為微網投資規劃運行中不可忽視的因素。因此，研究多時段需求響應對光伏微網儲能配置的影響，對光伏微網商業化投資決策有著重要的意義?，F階段，由于儲能器件價格昂貴，儲能容量的配置不宜過大，過大的儲能容量將顯著增加投資成本；儲能容量的配置也不能過小，過小的儲能容量無法保證系統在離網時段的穩定運行，也不利于促進光伏的消納。因此，如何合理配置微網的儲能容量已成為當今眾多學者關注的焦點。此外，隨著光伏微網的日益發展和電力市場的逐漸成熟，考慮具體的需求響應方式(如峰谷分時電價)對光伏微網內的能量調度及儲能容量配置的影響都尤為重要，而通過分析已有微網儲能優化配置及需求響應的研究發現，此方面的研究還相對匱乏。因此，探究電力市場環境下需求響應對光伏微網儲能系統配置的影響，對光伏微網商業化投資決策具有重要意義。

主要創新點

本文在峰谷分時電價下，構建基于電量電價彈性矩陣的用戶多時段電價響應模型，將需求側響應與儲能技術納入光伏微網調度優化，構建微電網投資收益模型。考慮功率供需平衡、用電側電價彈性、儲能系統能量損耗等約束條件，以光伏利用率最大和年凈利潤最大為目標，采用改進非劣排序遺傳算法II求解所建計及需求響應的儲能系統多目標容量優化配置模型。

解決的問題和意義

本文針對光伏微網系統，在微網運行優化調度問題中需同時引入需求響應和儲能系統。在峰谷分時電價下，構建基于電量電價彈性矩陣的用戶多時段電價響應模型，將需求側響應與儲能技術納入光伏微網調度優化，構建微電網投資收益模型。考慮功率供需平衡、用電側電價彈性、儲能系統能量損耗等約束條件，以光伏利用率最大和年凈利潤最大為目標，采用改進非劣排序遺傳算法II求解所建計及需求響應的儲能系統多目標容量優化配置模型。結果顯示：由于現階段儲能器件價格昂貴，光伏微電網經濟效益不明顯，隨著儲能成本逐漸降低，或儲能補貼政策的進一步驅動，光伏微電網的商業投資潛力將進一步提升。在電力市場環境下，計及用戶對峰谷分時電價進行多時段需求響應的光伏微電網，所需配置的剛性儲能容量降低，光伏即時消納率降低，因此，若要達到響應前相同的光伏消納率水平，光伏微電網需配置更高容量的儲能，以促進午間剩余光伏的就地消納。將優化方法應用于某實際微電網，驗證了模型和算法的合理性。本文工作將為電力市場環境下光伏微電網的儲能投資決策提供參考。