利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究

发布时间：2021-03-20 16:54

2013年底我国并网风电装机容量9000万千瓦,居世界第一,但由于市场规模较小、调风资源有限、跨区输电能力不足等原因造成弃风状况严重,弃风率超过10%,尤其是冬季夜间,大量风电由于无法消纳而被白白浪费。与此同时,我国北方城市供暖季节雾霾频发,严重影响了人民的生产生活,供暖地区面临着削减燃煤供暖排放的巨大压力,急需寻找清洁的可替代供暖途径。本文提出将风电用于供暖,利用夜间风电作为供暖的主要能源,在消纳风电的同时满足城市供暖减排的目的。本文首先对风电供暖方式进行分析,在电锅炉、电热膜、热泵等电采暖热源中选择最适合风电的供暖热源,结合供暖区域特点在集中式与分散式中选择适合风电的供暖形式,得出风电供暖最优方式组合。其次建立风电供暖的价值分析模型,包括替代煤炭、天然气从而节约化石能源的能源价值；减少二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放的环境价值；增加风电上网电量、增加电网过网电量、减少用户用电成本的经济价值。再次,针对风电波动性、反调峰性及不可预测性建立风电供暖优化调度模型,模型以火电发电成本最小化为目标,以经验误差构建风电出力,以热源蓄热容量尽量消纳夜间低谷风电为运行模式。最后,利用所建模型对某地80万m2的供暖项目进行了算例分析,结果表明风电供暖可以大幅减少能源消耗和污染排放,具有一定的经济效益,同时能有效缓解弃风状况,在供暖负荷参与调度情况下可起到平稳负荷、转移负荷的作用,进一步提高风电上网能力。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;TU832

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国风电发展现状及问题

1.1.2 我国供热市场发展现状

1.1.3 国内外电能供暖的经验

1.2 风电供暖的研究现状

1.2.1 风电供暖方式研究

1.2.2 风电供暖价值研究

1.2.3 风电供暖调度研究

1.3 研究内容及创新点

第2章风电供暖方式选择分析

2.1 风电供暖热源选择

2.1.1 热泵供暖

2.1.2 电热膜供暖

2.1.3 空调供暖

2.1.4 电锅炉供暖

2.1.5 风电供暖热源选择

2.2 电锅炉供暖式选择

2.2.1 集中供暖

2.2.2 分散供暖

2.2.3 电锅炉供暖形式选择

2.3 电极式锅炉与电阻式锅炉的技术比较

2.4 供暖项目结算方式分析

2.5 本章小结

第3章风电供暖的价值分析模型

3.1 风电供暖资源价值模型

3.2 风电供暖环境价值模型

3.2.1 燃煤机组污染物排放计算模型

3.2.2 燃煤、燃气、燃油锅炉供暖污染排放计算模型

3.2.3 风电供暖环境价值计算模型

3.3 风电供暖经济价值模型

3.4 本章小结

第4章风电供暖的优化调度模型及算法

4.1 蓄热式电锅炉负荷预测模型

4.2 风电供暖优化调度模型

4.2.1 目标函数

4.2.2 风电机组出力的约束条件

4.2.3 火电机组出力约束条件

4.2.4 蓄热式电锅炉负荷控制约束条件

4.2.5 供暖系统约束条件

4.2.6 风电出力优化模型

4.3 风电供暖优化调度模型求解方法

4.4 本章小结

第5章风电供暖价值及优化调度算例分析

5.1 项目概况及规模

5.2 风电供暖项目价值分析

5.2.1 资源价值分析

5.2.2 环境价值分析

5.2.3 风电供暖经济价值计算

5.3 风电供暖项目优化调度分析

5.3.1 基础数据

5.3.2 供暖负荷需求预测及风电出力优化

5.3.3 优化调度结果分析

5.4 本章小结

第6章结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介

【参考文献】