论文部分内容阅读
能源供应的安全问题、区域环境恶化及全球温室效应加剧的多重压力,迫使人们不断探索可再生电力的开发和利用方式。发展微电网,是提升可再生电力使用效率的重要途径。当前,如何促进试点示范工程向规模化及市场化推广,是微电网发展面临的紧迫问题。鉴于此,本文基于生态学的理论观点和共生协同理论,构建了融合微电网的供用电共生系统,并研究了其内部各共生单元之间的相互关系和演化趋势。在此基础上,本文对微电网的关键共生参量进行了研究和剖析,进而研究微电网的演化路径。最后,本文通过实际案例对所提出的微电网演化路径进行了验证,并据此提出了促进微电网发展的对策建议。论文的主要研究工作如下:(1)对共生状态进行了拓展,提出了“全域共生”概念,深化了共生的内涵。在对现有共生理论进行总结分析的基础上,针对种群之间现实存在的相互伤害的共生关系,增加了“反向”共生关系的行为方式,提出了“全域共生”的概念,拓展了共生理论的研究范围,深化了共生的内涵;按照“全域共生”的概念,将经典的4种共生行为模式拓展到8种,再依据共生原理,对共生单元之间的均衡点和稳定状态进行了求解和分析。(2)在当前不含外部激励的有限个共生单元组成的共生系统模型的基础上,扩展共生单元范围到N维空间,并加入外部激励变量,建立了多系统共生协同演化模型。构建了加入外部激励的共生系统演化模型,在双共生单元的演化条件、稳定均衡点及稳定特征分析结论的基础上,推演了含外部激励的多系统共生协同演化过程,从而为融合微电网的共生系统的发展演化过程研究提供了理论支持。(3)根据适配共生理论,建立了加入外部激励的微电网、大电网和用户构成的共生系统协同演化模型,并深入分析了该系统协同演化的影响因素、演化条件和演化过程。紧密结合电力系统运行特点,构造了包含微电网共生单元、大电网共生单元和用户共生单元的共生系统,运用全域共生理论对该共生系统的共生结构、共生模式和共生环境进行了分析;针对微电网的价值扩展对象和强链接对象,建立了融合微电网的共生协同演化模型,分析了共生单元的协同关系,界定了微电网的成长空间;根据微分方程的平衡点解析原理,探讨了该共生系统的共生稳定性和协同演化方向,并进行了仿真分析。(4)通过分析共生系统协同下微电网演化逻辑,以关键共生参量构建微电网演化路径模型并仿真或实验,提炼出微电网演化路径。首先以融合微电网的共生系统协同演化理论为基础,从供给侧、需求侧和结合供需关系角度,确定了关键共生参量功率、空间负荷密度和市场价格。然后将共生参量纳入微电网子系统建模,推演不同共生参量作用下共生系统协同过程,并仿真或实验,分析提炼出微电网演化路径。最后按照全寿命周期理论将微电网发展分为五个阶段,结合共生协同演化规律,构建了分阶段多共生参量联合作用下的微电网演化路径。(5)通过实证研究,针对性提出适合我国电力市场环境的微电网演化对策建议。对全球微电网演化条件、过程和结果进行实证,得出当前大电网运营经济性原则和坚强与否直接影响微电网、大电网和用户组成共生系统的协同行为,并形成了不同的微电网演化路径。再结合国内外独立型微电网和并网型微电网典型案例演化路径分析,从共生协同理论角度,针对性提出适合我国国情的微电网演化路径,并且分别在宏观、中观、微观层面提出促进微电网发展的对策建议。