1. 研究目的与意义

随着我国经济与科技的发展，对新能源的开发利用深入推进，各行业尤其是工业对新能源的需求逐渐上升，新能源以其环保性和经济性引起了较大关注，新能源发电已成为电力生产的重要发展方向，加快新能源的开发利用已经成为全球发展新能源转型、 缓解能源机的一致目标。

在新能源飞速发展的今天，我国新能源装机大幅增长，然而由于消纳能力有限，外加外送通道建设滞后，在部分地区也同时出现了弃风弃光率提升的现象。

目前新能源发电并网困难，电网和负荷波动显著，新能源的消纳问题尤为严重。

2. 课题关键问题和重难点

本课题关键在于构建考虑风电消纳的峰谷分时电价模型以及需求响应模型，对新能源电力的消纳以及电价进行优化，主要内容如下：

(1) 对新能源出力和负荷特性进行分析，重点研究风电出力特性，对数据进行典型日分析并生成风电出力曲线；

(2) 在电力市场模式下对峰谷分时电价理论、需求响应模式进行研究；

3. 国内外研究现状（文献综述）

近年来我国全面深化改革，在能源结构改革上坚持推进，新能源发电所占比重逐渐增加，因此新能源发电的消纳也成为电网的一项重要工作。事实证明，沿着电力体制改革的总体思路，探索出一种发电侧与需求侧联动的峰谷分时电价模型是很有必要的。此外，实施峰谷分时电价可以改变用户的用电特性达到移峰填谷、降低发供电成本、提高能源使用效率的目的^[1-2]，所以合理制定优化分时电价显得十分重要。而风电出力的随机性和难预测性及其较大的电力负荷峰谷差给电力系统的调度带来了一定的挑战^[3]。由此可见考虑新能源消纳的电价优化方法研究是当前的研究重点。

储能是建设可再生能源高占比能源系统、推动能源绿色转型发展的重要装备和关键核心技术^[4]，储能系统(energy storage system，ess)因其具有能量密度高、充放电灵活、反应迅速等优点成为了决定电网性能的关键部件之一，其容量配置和合理性将对电网的整体性能和经济性造成极大影响^[5-6]。在电力负荷和电价较低时，储能系统进行充电，在电力负荷和电价较高时，储能系统进行放电，这样的调度策略不仅能降低发电量的峰谷差，也能节省电力运行成本。峰谷分时电价是以f.c.schweppe等麻省理工学院的专家为代表而提出来的实时电价策略^[7]，是需求侧管理利用价格杠杆进行调节的重要举措。目前国内外学者对对峰谷分时电价进行了大量研究。文献[8-9]均采用两部制电价定价理论确定峰谷分时电价，考虑到了供电成本及其时变特征，具有较好的经济效益，但并未考虑需求侧对电价的响应，其经济效益和“削峰填谷”能力与实际情况存在偏差较大。文献[10]以需求价格弹性理论为基础进行负荷拟合，考虑电厂的不确定风险投资，建立用户获得最大利益的模型，通过算例分析，得到合理的峰谷电价。文献[11]采用博弈论优化考虑用户满意度与用电成本的峰谷电价模型。文献[12]基于用户用电效用函数，对用户需求响应敏感度不同赋予不同权值，获得用户效益最大的峰谷电价优化模型。文献[13]将各档阶梯电价的用户分为各子群体的细分市场，构建相对应的峰谷分时电价需求响应函数、优化目标集、约束条件集和目标函数，但它们均没有考虑新能源电力，不利于新能源电力的消纳。文献[14-15]是从风力发电与电价结合的角度建立模型，或考虑风电场的发电成本，或考虑风的不确定性模型。文献[16-17]建立多目标分时电价优化策略，考虑新能源电力的消纳，并通过改进的带精英策略的非支配排序的遗传算法进行求解，它们均有利于新能源电力的消纳，但没有考虑储能系统。文献[18-19]研究在分时电价的前提下，建立含有ess与新能源电力的调度模型，但其受限于既定的分时电价，对新能源电力的消纳以及电力系统的经济效益仍有一定的优化空间。

综上所述，虽然国内外学者在关于峰谷分时电价方面的研究较为丰富，但大部分学者对分时电价的研究考虑基于电力负荷和需求响应，或是研究考虑新能源消纳的分时电价，亦或是研究分时电价前提下新能源电力的调度，考虑影响因素单一且很少有研究考虑储能系统并网的风电消纳，且多集中于优化负荷曲线方面，不能完全兼顾各个参与方的利益^[20]。本课题在以往研究的基础上以优化新能源消纳的电价为目标，构建考虑储能系统参与和风电消纳纳入峰谷分时电价优化模型，该模型考虑发电侧、电网侧、需求侧三方的利益，在保证三方利益的前提下减小峰谷差，这样有助于各个参与主体响应峰谷分时电价，从而提高各参与主体消纳风电的积极性，减少弃风电量，削峰填谷，实现 综合运行成本最小化，使电网安全稳定运行。

4. 研究方案

(1) 研究新能源消纳现状；

(2) 通过风电出力特性和负荷特性来研究新能源的消纳能力；

(3) 构建考虑风电消纳的峰谷分时电价模型以及需求响应模型；

5. 工作计划

1.查阅与电价优化方法相关的资料相关的资料；进行文献的阅读及整理，写出文献综述；翻译外文资料，并在此基础上认真撰写开题报告。

2.根据文献理论对考虑新能源消纳的电价优化方法问题进一步分析探讨，对新能源出力特性进行分析总结；

3.研究基于风电消纳的峰谷分时电价优化模型，采用编程软件实现对模型和算法的论证分析，并行归纳总结。