风电—抽水蓄能联合优化运行技术研究

发布时间：2019-11-03 14:56

【摘要】：随着煤炭、石油、天然气等不可再生能源的不断减少和环境污染的加重，风能作为可再生能源愈来愈受到人们的关注。风力发电得到迅速发展，大规模风电基地正在不断兴建。因为风能受自然环境影响，致使风电出力具有随机性、间歇性和波动性等特征，如果大规模风电直接并入电网将对电力系统产生很大的冲击，影响电力系统稳定运行。为解决此问题，采用储能系统是最有效的方式之一，其中抽水蓄能电站因存储容量大、技术成熟等特点被应用较多。风电与抽水蓄能联合运行，通过能量的转换，将风电变得“可控”，有利于风电并网，减少资源浪费。在介绍了风力发电和抽水蓄能电站联合运行的条件与方法的基础上，本文提出了风电-抽水蓄能联合优化运行模型，以经济效益和环境效益最大为目标，引入权重因子的方法研究侧重于不同效益时联合运行方式的不同，就风电场单独运行和风蓄联合运行分别讨论分析。模型采用多Agent遗传算法进行优化求解，优化结果表明：风电场与抽水蓄能电站配合不但能够降低风电随机波动性对电网运行的影响，提高电网消纳风电的能力，而且还能够对火电厂机组功率起到平滑作用，经济效益和环境效益得到明显提高。不同权重因子下联合运行都要比风电场单独运行时不管是风电利用率还是综合效益都要高。本文最后研究了风电场与抽水蓄能的容量配比关系，建立了考虑经济效益和输出功率波动性两方面的容量配比模型，经算例分析得到某地区的最优容量配比关系。并对单位装机容量投资成本的不同对容量选取的影响做了研究分析。在建设抽水蓄能电站时配置抽水蓄能机组容量应当从经济性、安全、稳定等多个角度出发，进行综合评价。研究表明，抽水蓄能对解决大规模风电接纳问题具有明显的效果，联合运行的研究为风电的经济调度和节能调度提供了重要的理论依据，容量配比的研究为风电场和抽水蓄能电站的规划提供了一定的参考。风电-抽水蓄能联合运行具有重要的经济效益和社会效益，有利于风电的健康发展。
【图文】：

风电,装机容量,全球

2012 年就新增 44609MW。其中亚洲安装的最大份额为 36.3%，北美洲 31.3%和欧洲 27.5%，拉丁美洲为 3.9%，大洋洲为 0.8%，非洲 0.2%[4]。1996-2012 年全球风电年新增装机容量和累计装机容量如图 1-1 和 1-2 所示。在发展中国家中，印度到 2012 年风力发电装机容量达到 5GW，2013 年底总装机容量有希望超过西班牙，在全球排名第四。2012 年全球风电累计装机前十和全球风电新增装机前十如下图 1-3 所示，世界风能协会(WWEA)预计，，2016 年全球将有超过 5000000MW 的容量，到 2020 年达到大约 1000000MW 是可能的[4-5]。

风电,装机容量,全球

2012 年就新增 44609MW。其中亚洲安装的最大份额为 36.3%，北美洲 31.3%和欧洲 27.5%，拉丁美洲为 3.9%，大洋洲为 0.8%，非洲 0.2%[4]。1996-2012 年全球风电年新增装机容量和累计装机容量如图 1-1 和 1-2 所示。在发展中国家中，印度到 2012 年风力发电装机容量达到 5GW，2013 年底总装机容量有希望超过西班牙，在全球排名第四。2012 年全球风电累计装机前十和全球风电新增装机前十如下图 1-3 所示，世界风能协会(WWEA)预计，2016 年全球将有超过 5000000MW 的容量，到 2020 年达到大约 1000000MW 是可能的[4-5]。
【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】：TV743;TM614

【参考文献】