考虑风电出力不确定性的综合能源系统运行研究

发布时间：2020-12-16 06:42

　　随着各类能源间耦合程度不断增强,传统单一的电力系统运行模型已无法满足能源发展的新需求,因此满足能量双向流动的综合能源系统被提出。在能源耦合装置和互联网技术的快速发展的背景下,新型网络的信息源和能量源之间的双向流动得以实现,增强了天然气网络和电力系统之间耦合性。电转气设备可将电转天然气的单向运行方式转变为双向耦合运行方式,且为新型能源转换和消纳提供了新路径。本文首先以系统投资成本和运行成本最优为目标,考虑系统能量平衡、机组出力等约束条件,建立含电转气设备的电-气综合能源系统精细化模型。并基于改进的IEEE30节点电力系统及天然气系统进行仿真,分析电转气设备对系统削峰填谷及风电接纳量的影响,验证电转气设备在综合能源系统模型的有效性和可行性。在此基础上,进一步分析电冷气热的综合能源系统运行模型。受风速的波动性和间歇性影响,风力发电具有不确定性特点。本文利用Weibull分布模拟风电,引入鲁棒参数描述风电不确定性,建立电冷气热的综合能源系统鲁棒优化模型,以系统运行成本及弃风成本最优为目标函数,考虑系统能量平衡、机组出力、储能装置等约束条件。通过算例分析不同鲁棒参数和风电消纳率下系统运行成本的差... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１１论文基本框架??８??

?第２章含风电的综合能源系统理论基础????卜?ｒ￣〕?负荷??—＾４＾１Ｈ齿轮箱｜￣￣－（ＪｉＪｉ）——ｄ功率＾换器??风速?－－．．．．．—｜控制系统１?」??图２．２风电系统基本原理图??风力输出功率与风速的关系可能为一次函数、二次函数或多次函数，风机出??力的表达式如下所示：??０?０＜ｖ＜ｖｉｎ，ｖ＞ｖｏｕｔ??ｐｗ，，?＝？?（ａ?＋ｐｖ?＋?ｙｖ２）Ｐｒ?ｖｉｎ?＜?ｖ?＜?ｖｒ?（２．２）??、?ｐ，?ｖｒ?＜ｖ＜ｖｏｕｔ??式中，Ｐｗ，，为风机额定出力；广为风机额定功率；ｖｒ为额定风速；ｖｉｎ为切入??风速；为切出风速；参数ｃｃ、义ｙ为风电有功出力曲线的多项式拟合系数，??如下式所示：??？＝?（Ｖ?二）了?ｘ?ｌ＞ｉｎ?（ｖｉｎ?＋?Ｏ?＿?４ｖｉｎＫ（＾＾）３］??＇?Ｐ?＝?７—－￣￣Ｔ?ｘ?［－（３ｖｉｎ?＋?ｖｒ）?＋?４（ｖｉｎ?＋?ｖｒ］?（２．３）??（ｖｉｎ?２ｖｒ??ｒ?＝?￣ｒ［２－４（＾ＺＬ）３］??ｌ?（ｖ，？－ｖｒ）２Ｌ?２ｖｒ??２．３综合能源系统规划模型??综合能源系统中由多种能源共同参与，系统模型由电力系统模型、热力系统??模型、天然气系统模型共同组合构成，通过能源耦合元件连接。系统正常运行时，??系统可以将电、气、热系统中的一部分能源通过某种形式转化成另一种形式能源??存储，当系统发生故障时，其他系统中的能源能够有效转化成有效能源，保证系??统能够正常稳定运行。本章通过建立综合能源系统中的各子系统模型进行研究，??分析各个子系统模块特性中的不同比较各个模块的特性。??２．３．１电力系统模型??电力系统模型一般等值电路如下图２．３所示

?第３章考虑Ｐ２Ｇ技术的电－气耦合能源系统运行研究???氢气负荷?二氧化碳???１?氢气??／Ｉ电?￣１Ｊ一＿！氢气￣￣＾——Ｉ天然气￣??（?Ｄ电解水?〉制天然气?；??电能???１?ｒｒ?ｒ??电?天然气?天??力????、然??ｍ?｜储气罐５??天然气络??ｋ?电能??１，?天然气??、?￣?燃气轮机?ｙ??图３．１电气联合系统运行结构图??３．４．１算例数据??本文基于修改后的ｆｆｉＥＥ３０节点电力系统，再结合比利时２０节点的天然气??网络，通过燃气轮机和Ｐ２Ｇ系统进行耦合，构造出如图３。２所示的测试算例。??风电集群０?｜?Ｐ２Ｇ?Ｉ燃气轮机??｜?ｒ?—ｒ￣ｉ??＾??３－＾＾ｘ２８??－Ｈ－ｒ１２?＿＂?２９???１??１！６?ｔ１７?ｉ〇?？?ａ??／ｆｒ?２１－Ｘ?Ｔ＞２２?３０??２〇???１５?２４ｒ?２５?２６??图３．２?ＩＥＥＥ３０节点电力系统和燃气网络耦合图??测试系统包含５台火力发电机，总装机容量１７００ＭＷ，具体参数如表３．１所??示。现设定节点８处的发电机Ｇ３为转化效率为４３％，容量为３２０ＭＷ的燃气轮??机。而电力网络节点８处同时接入一个总装机容量为８００ＭＷ的风电集群。由于??电转气设备的运行成本较高，为了最大限度利用风电资源，电转气系统的输入端??２２??


本文编号：2919713