基于热调度消纳风电的集中供热与电采暖热容量的规划研究

发布时间：2017-08-16 11:19

  本文关键词：基于热调度消纳风电的集中供热与电采暖热容量的规划研究

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【摘要】：现代社会高速发展,人们在追求高质量生活的同时伴随的是能源的快速消耗,由此引发的环境问题也不容忽视。为缓解全球能源危机与环境压力,绿色环保的风力发电得到了迅猛发展。我国凭借丰富的风能资源也加快了风电建设的脚步,近几年风电装机容量不断攀升。然而发展过程中往往会产生各种问题,就我国而言,风电消纳不足带来的弃风问题尤为严重。“三北”地区,不仅存在大规模风电并网机组,同时还有高比例的热电联产机组。在冬季供暖期内,热电联产机组用于集中供热,依靠以热定电模式运行出力恒定,调峰能力有限,因此只能通过频繁改变常规火电机组出力来调整风电并网。本文以集中供热系统为研究对象,研究了供热机组以热定电出力情况下的风电并网情况。模型以电网接纳最多风电为目标,在考虑常规火电机组的最小出力及爬坡约束下依靠电量平衡法进行了分析,指出以热定电模式下电网能接纳一定量的风电,但是由于风电出力波动在风电出力比较多的时刻仍有近10%的弃风率。提出新型热电联合调度模型,在集中供热系统上增加电力热泵,通过改变供热机组的热电比来填补风电不足,消纳风电高峰补偿供热,以此达到平稳风电的目的。模型以调整后风电出力波动的标准差最小为目标函数,增加了抽汽式热电联产机组的出力约束和爬坡约束以及采暖热水到达热用户的延迟时间和热惯性时间等因素,并进行算例分析,得到新模式下风电消纳情况、集中供热与电采暖的配比关系以及电采暖的时空分布情况。结果表明,在保证电量平衡及热负荷平衡前提下,利用热电联合调度方法可以有效削弱风电波动,风电除并网外全部用来供热,弃风率几乎为零,集中供热量与风电供暖量之比接近1：1。因此该方法不仅可以有效减少风电出力波动,使得风电平稳并网以减少弃风；还可以消耗并网剩余风电为热用户供暖,缓解集中供热压力。文章最后还对电厂侧和用户侧不同热泵性能系数对结果的影响做了分析,指出改变不同位置的热泵性能系数对供热有着相反的结果。
【关键词】：集中供热 消纳风电 热电联合调度 风电供暖 电力热泵
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-14
• 1.1.1 全球风电发展概况10-12
• 1.1.2 影响风电消纳的主要因素12-14
• 1.2 国内外消纳风电的研究现状14-16
• 1.3 本文主要工作16-17
• 第2章 以热定电模式下电网接纳风电的能力17-26
• 2.1 集中供热系统17-18
• 2.2 以热定电模式下电网接纳风电能力18-24
• 2.2.1 风电日出力18-21
• 2.2.2 电网接纳风电能力模型21-23
• 2.2.3 算例分析23-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 热电联合调度方法的提出及其数学模型26-36
• 3.1 基于风电供暖的新型热电联合调度方法的原理介绍26-28
• 3.2 基于风电供热的热电联合调度模型的建立28-34
• 3.2.1 目标函数28-29
• 3.2.2 抽汽式热电联产机组约束29-32
• 3.2.3 热泵约束32-34
• 3.2.4 供暖热水约束34
• 3.3 本章小结34-36
• 第4章 基于热电联合调度消纳风电的算例分析36-47
• 4.1 GAMS优化平台介绍36-38
• 4.2 采暖热负荷分布38-39
• 4.3 算例结果分析39-43
• 4.3.1 热电联合调度模式下风电并网情况39-41
• 4.3.2 热电联合调度模式下的供暖情况41-43
• 4.4 不同热泵系数对优化结果的影响43-46
• 4.4.1 电厂侧不同的热泵性能系数对风电调整及供热的影响43-45
• 4.4.2 用户侧不同的热泵性能系数对风电调整及供热的影响45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 结论47-48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果54-55
• 致谢55

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本文编号：682988