考虑混合储能的综合能源系统调度方法研究

发布时间：2020-12-17 04:55

　　综合能源系统可以实现多种能源之间的协调互补,提高能源利用率。在综合能源系统中配置储能装置,可以进一步提高能源利用率、促进风电消纳、保障系统安全可靠运行。但单一的储能有局限性,为此本文针对不同的综合能源系统,提出了不同的混合储能协调策略,验证协调策略的消纳弃风效果与经济性,然后研究了储能装置容量以及储电效率对系统消纳弃风效果的影响。首先,搭建了包含电、热、气三种储能的综合能源系统结构,其次针对电力系统与天然气系统形成的电气耦合系统,以数学方式建立了电/气混合储能装置的模型,研究了储电与储气协调运行策略,分析了电/气混合储能装置的消纳弃风机理,并建立了考虑电/气混合储能的电气耦合系统调度模型。仿真分析了储气-储电协调运行策略的弃风消纳效果与经济性,并进一步分析了电储能装置容量与储气装置容量对系统弃风率的影响,算例分析表明,电/气混合储能协调运行策略有利于风电消纳和系统经济运行,同时随着储能装置容量增大,弃风率有所降低,且电储能装置容量的改变对弃风率影响更大。其次,针对电、热两种子系统耦合形成的热电联合系统,首先介绍了热力系统结构,其次以数学方式建立了电/热混合储能装置的模型,研究了储电与储... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

综合能源系统结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-图2-2具有储气功能的P2G结构图P2G设备的启动由弃风标志决定，在弃风时期，P2G设备启动，一部分直供气；另一部分储气。P2G设备启动会消耗弃风电量，P2G设备消耗的电功率表达式如式(2-1)所示：P2GzcP(PP)f(2-1)式中P2GP——电转气设备电功率（MW）；zP——直供气部分电功率（MW）；cP——储气部分电功率（MW）；f——弃风判断标志（0表示无，1表示有）。P2G设备的供气量、直供气量、储气量表达式分别如式(2-2)、(2-3)、(2-4)所示：P2GzcVVV(2-2)zP2GzGPVH(2-3)cP2GcGPVH(2-4)式中P2GV——电转气设备的供气流量（103m3/h）；zV——P2G设备直供气流量（103m3/h）；cV——储气罐储气流量（103m3/h）；P2G——P2G设备转化效率，目前可达60%~70%；GH——天然气热值，标准状态下为0.0155MWh/m3。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-13-后等效电负荷增加，从图中可以看出，电储能运行后，弃风时段等效电负荷曲线上升，非弃风时段等效电负荷曲线下降；随着弃风量增大，P2G设备投入运行，P2G设备运行后，将弃风电能转化为天然气，相当于起到“填谷”的作用，从图中可以看出，P2G设备运行后，弃风时段等效电负荷曲线进一步上升；当两者共同作用不能消纳弃风时，储气装置投入运行，此时进一步加大了对电负荷的“填谷”力度，从图中可知，储气装置运行后，弃风时段等效电负荷曲线再次上升。此时从图中可以看出，通过三种设备的协调作用，机组最小强迫出力曲线与等效电负荷曲线的重叠部分面积(阴影部分)大幅减少，也就降低了系统的弃风量。图2-3电/气混合储能装置消纳弃风机理图2.5优化调度模型配置电储能装置、具有储气功能的P2G设备后的电气耦合系统中源侧包括火电机组、燃气机组以及风电机组；荷侧包括电、热、气三种负荷；储能装置包括电、气储能，能源转换过程则通过P2G设备进行能量转换。考虑电/气混合储能的电气耦合系统优化调度则是在满足电负荷、热负荷以及气负荷的条件下，优化各时段的机组出力，电、气储能设备储放量以及P2G设备出力，从而使系统总的燃料消耗量最少。


本文编号：2921441