考虑先进绝热压缩空气储能的风力发电系统成本/供电可靠性评估
发布时间：2021-08-02 22:45
受环境与能源问题的影响,各种清洁能源不断地得到开发与利用,特别是风力发电得到大力发展。然而风电规模不断扩大的同时,“弃风”问题依然面临严峻考验,并且风电的随机性以及间歇性也会使得电力系统受到影响,大规模储能技术的发展有效地解决了这些问题,尤其是先进绝热压缩空气储能技术以其大容量、低成本、高效率等特性成为平衡风力发电的随机性、提高风能利用率的最优选择。对于考虑先进压缩空气储能的风力发电系统,系统容量规模越大,所需要的综合成本（包括固定成本和维护成本）将会越高,供电可靠性也将更高,产生的断电赔偿费用将会降低。因此,本文的研究重点是考虑系统综合成本和供电可靠性成本下的系统容量配置。首先,对几种新型压缩空气储能系统以及CAES与柴油机等其他能量耦合系统进行了研究介绍,重点对AA-CAES系统进行了热力学建模分析,包括压缩、换热、储热、释热和膨胀五个阶段。其次,考虑风力发电的随机性与AA-CAES系统运行特性,构建AA-CAES系统运行与风力发电系统发电功率模型,采用蒙特卡洛仿真法对风力发电机的运行情况进行仿真。并以平抑系统净负荷波动为目标,采用动态规划法优化AA-CAES系统压缩膨胀功率。最后...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2018年全球可再生能源装机年度增量风能是一种资源获取便利、发展潜力及应用规模大、对环境无污染的可再生
杭州电子科技大学硕士学位论文2风电市场，分别拥有21.2GW和7.6GW的新增装机容量。欧洲新增陆上风电装机容量9GW，比2017年下降32%。2018年，不断增长的发展中市场诸如非洲、中东、拉丁美洲和东南亚，总共新增装机容量4.8GW(占所有新增装机容量的近10%)，同比增长8%(2017年这些地区新增装机容量为3.8GW)[4]。图1.2为2008-2018年全球风电新增和累计装机容量。图1.22008-2018年全球风电新增和累计装机容量中国的风电产业从上世纪末以来就进入了发展快车道，直到今天，我国风电产业建设的发展仍然处于上升期，无论是风电新增装机容量还是累计装机容量，每年均创新高，实现了装机容量从跟跑到领跑的突破。根据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)统计数据显示，2018年，全国(除港、澳、台地区外)新增装机容量为2114.3万千瓦，相比上一年度增长7.5%；累计装机容量约为2.1亿千瓦，相比上一年度增长11.2%，可以看出，我国风电的发展势头稳中求进。2018年，中国六大区域的风电新增装机容量所占比例如图1.3所示。图1.3中可以看出，华北、华东、中南地区新增装机容量占比较高，“三北”地区包括华北、西北和东北，新增装机容量占整个区域的43.2%。与2017年相比，2018年中国中南部地区的新增装机容量增长较快，相比上一年度增长33.2%。同时，华东、东北和华北地区分别同比增长了9.3%、29.9%和8.2%，装机容量相比于其他地区均有增幅；然而，装机容量相较于去年下降的地区有西北和西南地区装机容量出现，西南地区相较于去年下降33.8%，西北地区相较2017年下降11.5%。可以看出，我国的风电产业建设重心正逐步从西部地区转移到电力消纳较好的中东部地区。图1.4为2008-2018年我国新增和累计风电装机容量[5]。
杭州电子科技大学硕士学位论文3图1.32018年我国六大区域的风电新增装机容量占比图1.42008-2018年我国新增和累计风电装机容量然而，在风力发电发展保持良好增长态势的同时，无法忽视“弃风”现象带来的挑战。2017年我国弃风率下降了5.1个百分点，2018年，我国平均弃风率约为7%，风电资源的弃风状况在2017年的基础上持续改善，相比2017年下降了5个百分点，低于2011至2018年之间弃风率的水平。在弃风电量方面，2018年的弃风电量达到了277亿千瓦时，在2017年的基础上降低了33.9%。在全国六大风能区域，仅新疆(弃风率约23%、弃风电量约107亿千瓦时)、甘肃(弃风率约19%、弃风电量约54亿千瓦时)和内蒙古(弃风率约10%、弃风电量约72亿千瓦时)三省的弃风率高于10%。虽然近些年来在解决“弃风”问题上，政府相关部门已出台多条政策，多数电网企业也采取了一系列措施，使得我国风电产业持续好转，2018年风电弃风量和弃风量实现了“双降”。然而，从弃风总量上来说，2018年还存在277亿千瓦时的弃风电量，折算成风电平均利用小时数，是1300万千瓦装机容量风机的的全年发电量。可见，各方在这方面做的还远远不够，还必须付出更多的智慧与努力[6]。图1.5和图1.6为2011-2018我国风电平均弃风率
本文编号：3318410
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2018年全球可再生能源装机年度增量风能是一种资源获取便利、发展潜力及应用规模大、对环境无污染的可再生
杭州电子科技大学硕士学位论文2风电市场，分别拥有21.2GW和7.6GW的新增装机容量。欧洲新增陆上风电装机容量9GW，比2017年下降32%。2018年，不断增长的发展中市场诸如非洲、中东、拉丁美洲和东南亚，总共新增装机容量4.8GW(占所有新增装机容量的近10%)，同比增长8%(2017年这些地区新增装机容量为3.8GW)[4]。图1.2为2008-2018年全球风电新增和累计装机容量。图1.22008-2018年全球风电新增和累计装机容量中国的风电产业从上世纪末以来就进入了发展快车道，直到今天，我国风电产业建设的发展仍然处于上升期，无论是风电新增装机容量还是累计装机容量，每年均创新高，实现了装机容量从跟跑到领跑的突破。根据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)统计数据显示，2018年，全国(除港、澳、台地区外)新增装机容量为2114.3万千瓦，相比上一年度增长7.5%；累计装机容量约为2.1亿千瓦，相比上一年度增长11.2%，可以看出，我国风电的发展势头稳中求进。2018年，中国六大区域的风电新增装机容量所占比例如图1.3所示。图1.3中可以看出，华北、华东、中南地区新增装机容量占比较高，“三北”地区包括华北、西北和东北，新增装机容量占整个区域的43.2%。与2017年相比，2018年中国中南部地区的新增装机容量增长较快，相比上一年度增长33.2%。同时，华东、东北和华北地区分别同比增长了9.3%、29.9%和8.2%，装机容量相比于其他地区均有增幅；然而，装机容量相较于去年下降的地区有西北和西南地区装机容量出现，西南地区相较于去年下降33.8%，西北地区相较2017年下降11.5%。可以看出，我国的风电产业建设重心正逐步从西部地区转移到电力消纳较好的中东部地区。图1.4为2008-2018年我国新增和累计风电装机容量[5]。
杭州电子科技大学硕士学位论文3图1.32018年我国六大区域的风电新增装机容量占比图1.42008-2018年我国新增和累计风电装机容量然而，在风力发电发展保持良好增长态势的同时，无法忽视“弃风”现象带来的挑战。2017年我国弃风率下降了5.1个百分点，2018年，我国平均弃风率约为7%，风电资源的弃风状况在2017年的基础上持续改善，相比2017年下降了5个百分点，低于2011至2018年之间弃风率的水平。在弃风电量方面，2018年的弃风电量达到了277亿千瓦时，在2017年的基础上降低了33.9%。在全国六大风能区域，仅新疆(弃风率约23%、弃风电量约107亿千瓦时)、甘肃(弃风率约19%、弃风电量约54亿千瓦时)和内蒙古(弃风率约10%、弃风电量约72亿千瓦时)三省的弃风率高于10%。虽然近些年来在解决“弃风”问题上，政府相关部门已出台多条政策，多数电网企业也采取了一系列措施，使得我国风电产业持续好转，2018年风电弃风量和弃风量实现了“双降”。然而，从弃风总量上来说，2018年还存在277亿千瓦时的弃风电量，折算成风电平均利用小时数，是1300万千瓦装机容量风机的的全年发电量。可见，各方在这方面做的还远远不够，还必须付出更多的智慧与努力[6]。图1.5和图1.6为2011-2018我国风电平均弃风率
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