促进风电消纳的热电联合系统附加热源优化配置方法研究

发布时间：2020-05-12 00:23

【摘要】：热电联合系统弃风消纳问题是能源互联网、可再生能源消纳和清洁供暖等多个研究热点的交叉,同时也是我国“三北”地区亟待解决的现实问题。我国北方地区富风期与供暖季高度重合,供热机组的电热耦合特性限制了大规模风电的并网空间,造成了弃风现象高发。在热电联合系统中配置电锅炉、热储等附加热源是消纳弃风的有效方法,本文从附加热源消纳风电原理出发,研究了多种热源的协调配置策略,旨在提升我国北方供暖季风电利用率,促进热电联合系统低碳经济运行。首先,阐明了“三北”地区供暖季弃风高发原因及各类附加热源消纳风电机理,分析了电锅炉、热储对系统风电消纳空间的影响,进而提出一种含附加热源的热电联合系统风电消纳评估策略。仿真结果表明,通过合理配置附加热源,能够有效提升系统风电利用率,且热源在热负荷大小较高供热季中期消纳弃风能力更强。其次,基于谱聚类策略获取了供暖季典型日场景,进而提出满足供暖季弃风约束的单一热源最小容量配置策略和组合热源最小成本配置策略,并设计了求解该优化问题的启发式算法。算例分析结果表明,所设计的算法相比智能算法具有更高的求解效率,组合热源配置能充分发挥各类热源优势,节省成本。然后,建立了附加热源年度综合运行收益、成本和利润模型,考虑系统弃风率限制约束和各区域热源容量约束,提出一种以年度综合利润最大为目标的附加热源配置策略,采用自适应模拟退火混合遗传算法求解优化模型。算例分析结果表明,所提的附加热源优化配置策略能够有效提升系统风电利用率,增加节煤收益,从经济性角度为附加热源优化配置提供了技术支持。最后,分析了附加热源对热电厂和风电场的利益影响,建立了各参与主体的收益变化模型,给出了满足各主体利益要求的附加热源投资补偿比例的可行域范围及其影响因素。考虑各热源可行域约束,提出基于多主体回收期差异最小化的附加热源投资策略,对热电联合系统中附加热源投资建设和补偿机制完善具有指导意义。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614

【参考文献】