市场环境下大规模风电并网系统中储能容量优化配置

发布时间：2017-04-27 05:14

  本文关键词：市场环境下大规模风电并网系统中储能容量优化配置，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着全球能源危机、环境问题日益突出,可再生能源发电受到世界各国的极大关注,风电发电因其技术相对成熟,已经得到广泛应用,并且其装机容量逐年增大。大规模风电并网运行给系统功率平衡、调峰增加了难度,严重威胁系统的安全稳定运行。而具备快速响应、充放电特性的储能电源可以在各种情况下对电力系统的功率、能量缺失进行弥补,对提高风电利用效率,促进电网安全、可靠、经济运行有着重要意义。本文结合不同时间尺度下的典型风电出力曲线,对风电出力特性进行了分析,提出基于小波变换理论的风电出力多时间尺度建模方法,通过小波变换得到不同时间尺度的风电出力分量,针对各分量特性,结合几种典型储能电源的运行特性,提出大规模风电并网系统中储能容量的优化配置思路。提出在市场环境下弥补风电预测误差的储能容量优化配置方案,该方案考虑风电并网系统中的负荷特性以及系统中常规机组的功率调节能力,使储能电源和常规机组协调运行,共同弥补系统的风电预测误差,并且常规机组享有优先权;提出一种在电力市场环境下系统购买储能备用所需成本的计算方法,计及储能备用购买成本,建立以系统总费用最小为目标的储能容量优化模型,通过算例验证该优化模型的合理性。针对风电出力特性,借鉴Well-being思想,对风电并网系统的调峰容量需求场景进行分类,采用KD场景削减技术,对调峰容量需求场景进行削减,在此基础上建立了风电并网系统调峰容量需求模型;考虑在电力市场环境下系统购买储能备用的成本,采用所提出的储能备用购买成本的计算方法,计及储能备用的购买成本,建立了以储能电源给系统带来的净收益最大为目标的储能容量优化模型,通过算例证明所提方法是可行的。
【关键词】：电力市场 风电并网 储能电源 风电预测误差 调峰需求 最优容量
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 风电发展现状11-13
• 1.3 储能技术发展现状13-15
• 1.4 本文相关内容研究现状15-17
• 1.4.1 基于弥补风电预测误差的储能容量优化研究现状15-16
• 1.4.2 基于满足调峰需求的储能容量研究现状16-17
• 1.5 本文的主要工作17-20
• 2 大规模风电并网系统储能容量优化配置思路20-30
• 2.1 风电出力特性分析20-21
• 2.2 基于小波变换理论的风电出力多时间尺度分析21-24
• 2.2.1 离散小波变换21-22
• 2.2.2 基于小波变换的风电出力多时间尺度建模22-24
• 2.3 储能电源分类及运行特性分析24-26
• 2.3.1 功率型储能电源24-25
• 2.3.2 能量型储能电源25-26
• 2.4 储能容量优化配置思路26-29
• 2.4.1 储能电源在风电并网系统中的接入方式26-27
• 2.4.2 风电并网系统中储能容量优化配置27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 市场环境下弥补风电预测误差的储能容量优化配置30-42
• 3.1 储能电源与常规机组协调优化运行模型30-34
• 3.1.1 风电出力模型30-31
• 3.1.2 常规机组冗余调节容量获取模型31-33
• 3.1.3 储能电源运行状态优化33-34
• 3.2 市场环境下弥补风电预测误差的储能容量优化模型34-36
• 3.2.1 目标函数34-35
• 3.2.2 约束条件35-36
• 3.3 算例分析36-41
• 3.3.1 储能常规机组协调运行38-39
• 3.3.2 储能电源运行状态优化39-40
• 3.3.3 储能电源容量优化配置40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 市场环境下满足系统调峰需求的储能电源优化配置42-54
• 4.1 调峰容量需求模型42-45
• 4.1.1 调峰容量需求场景分类42-44
• 4.1.2 调峰容量需求场景削减44-45
• 4.1.3 系统调峰容量需求模型45
• 4.2 市场环境下满足系统调峰需求的储能容量优化配置模型45-48
• 4.2.1 目标函数45-46
• 4.2.2 约束条件46-48
• 4.2.3 求解方法48
• 4.3 算例分析48-53
• 4.3.1 储能电源容量优化配置49-51
• 4.3.2 储能电源单位投资成本对最优容量及系统净收益的影响51-52
• 4.3.3 风电渗透率对储能最优容量及储能备用购买成本的影响52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 结论和展望54-56
• 5.1 本文结论54-55
• 5.2 研究展望55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61

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