水光风储多能互补电站群的优化调度研究
发布时间：2020-12-22 17:56
现如今,伴随经济水平的日益提高,我国总体发电需求亦呈大幅增长趋势。我国发电形式仍以传统燃煤火力发电为主,在生态环境保护与能源供给方面存在一定弊端,亟需探求新能源发电形式。然而风、光发电在并网时能源利用率低,且出力波动性大,间歇性强。传统水电出力稳定、可控性强,电化学储能调控灵活、具有调频调压、平抑新能源波动的性质。因而如何充分发挥传统能源与新能源的自然属性优势,实现多能互补的协调优化发展是重中之重。探究多能互补系统的协调优化是顺应时代发展,保证能源高效利用,改善民生的必要条件。首先,本文在分析水、光、风、储四种能源发电机理、性能比较以及出力模型的基础上,确定水光风储多能互补系统的结构与动态出力过程。其次,本文综合考虑多电源约束条件,以输出功率波动性最小及风光出力最大为目标建立协调优化模型。鉴于基本粒子群算法易早期收敛,且后期收敛速度慢,故本文在此基础上引入小生境技术,采用小生境粒子群优化算法求解模型。此外,针对基于Pareto解的多目标优化模型,利用非支配排序遗传算法进行求解。最后,以某省千万千瓦级水光风储多能互补电站群为例,通过求解情况的对比,说明了小生境粒子群算法的优越性。通过对比...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年中国可再生能源增长情况
西安理工大学硕士学位论文4图1-2中国可再生能源装机容量占比情况Fig.1-2ProportionofinstalledrenewableenergycapacityinChina综上所述，多能互补的发展能够提高能源利用率，完成就地取材，保证资源充分利用。而且，多能互补在能效、需求侧管理、大数据等方面均具有良好的发展前景，是未来能源发展的重点研究方向。鉴于多能互补在能源革命、能源转型、结构调整方面具有重大意义，故大力实施多能互补是未来新能源发展的必经之路。国家对于多能互补示范工程的实施给予了高度重视。2017年初，国家能源局公布了首批多能互补集成优化示范工程,主要包括17个终端一体化集成供能系统，6个风光水火储多能互补系统[15]。其中，国家要求风光水火储多能互补示范工程需尽量保证弃光率不高于3%，弃风率不高于5%，表1-1所示为6个多能互补系统的具体情况汇总：表1-1风光水火储多能互补示范工程汇总表Tab.1-1DemonstrationProjectofMultipleComplementarityofWind-hydro-PV-Thermal-Storage类别序号项目名称承包公司单位地址风光水火储多能互补系统1张北风光热储多能互补集成优化示范工程绿巨人能源有限公司、华源电力有限公司、张北县瑞凯新能源有限公司河北省张家口市张北县2韩城龙门开发区多能互补集成优化示范工程陕西省陕煤韩城矿业有限公司陕西省韩城市龙门经济开发区3青海省海西州多能互补集成优化示范项目鲁能集团有限公司青海省海西州蒙古族藏族自治州格尔木市4神华神东电力风光火热储多能互补集成优化示范项目神华国神集团内蒙古自治区包头市土默特右旗5青海海南州水光风储多能互补集成优化示范工程青海黄河上游水电开发有限责任公司青海省海南州6木里县鸭嘴河流域光水牧
1绪论51.2.2多能互补发展的国外研究现状传统的化石能源有限、不可再生且污染严重，为保证经济与自然环境协调友好发展，大力发展可再生能源发电替代传统能源已成为必然趋势。近五年，世界范围内的可再生能源呈现增长趋势，大体分布情况如图1-3为所示。其中水力资源增速达3.1%，光能资源增速达38.9%，风力资源增速达16.1%，且呈现逐年大幅递增趋势[16]。图1-3近五年世界可再生能源增长情况Fig.1-3Internationalrenewableenergygrowthinthepastfiveyears目前，世界范围内能源发电情况如下：1）光伏发电方面：太阳能发电产业的振兴得益于单晶硅半导体的成功研制。1995年，单晶硅半导体由美国团队首先研发。此后太阳能发电迅猛发展，先后在德国、美国、日本等国家得到大规模实际应用，发电容量至兆瓦级别。此外，由于光伏发电技术越发成熟，设备销售价格降低，应用范围也随之普及，产业发展更加迅速。据国际能源署（InternationalEnergyAgency,IEA）预计，至2020年，全世界消费电量将有1%来自光伏发电，光伏安装容量将至200GW。当前，世界范围内安装的大型光伏电厂达1900多个，且每个电厂容量在200kWp以上。这些光伏电厂总安装容量达3600MWp以上，平均输出功率略大于1800MWp。其中500多个大型光伏电厂位于德国，379个位于美国，750个位于西班牙[17]。2）风力发电方面：世界各国对风力发电的关注度起源于丹麦第一台风力发电设备的研发，自此之后关注度越来越高，并在机组设备、发电技术、用电价格等方面的研究均取得了较为显著的进步。直到现在，丹麦、芬兰、德国等国家的风电发展仍居世界前列，装机容量丰富，风机设备达MW级。3）水力发电方面：在世界范围内，水能可谓是绿色高效能源的典型代表。该发电形式在发达国家的可利用率约至60%以上。其中，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的小生境粒子群算法在函数优化中的应用[J]. 张海妮. 河南科学. 2018(04)
[2]多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战[J]. 艾芊,郝然. 电力系统自动化. 2018(04)
[3]多能互补系统关键技术综述[J]. 谭忠富,谭清坤,赵蕊. 分布式能源. 2017(05)
[4]基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计[J]. 刘胜永,于跃,罗文广,李昊,黄俊华. 控制工程. 2017(08)
[5]小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景[J]. 周学志,徐玉杰,谭雅倩,汪翔,陈海生. 中外能源. 2017(08)
[6]Particle swarm optimization based space debris surveillance network scheduling[J]. Hai Jiang,Jing Liu,Hao-Wen Cheng,Yao Zhang. Research in Astronomy and Astrophysics. 2017(03)
[7]锂离子电池SOC估算算法的研究[J]. 孙悦,刘桥. 通信电源技术. 2017(01)
[8]新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J]. 舒印彪,张智刚,郭剑波,张正陵. 中国电机工程学报. 2017(01)
[9]中国新能源弃风弃光原因分析及前景探究[J]. 周强,汪宁渤,冉亮,沈荟云,吕清泉,王明松. 中国电力. 2016(09)
[10]考虑风电不确定出力的风电并网协调优化模型[J]. 于东,孙欣,高丙团,徐勤. 电工技术学报. 2016(09)
硕士论文
[1]基于多目标布谷鸟算法的风光水联合调度研究[D]. 黄瑜珈.西安理工大学 2017
[2]新能源的互补运行与储能优化调度[D]. 陈丽媛.浙江大学 2014
本文编号：2932173
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年中国可再生能源增长情况
西安理工大学硕士学位论文4图1-2中国可再生能源装机容量占比情况Fig.1-2ProportionofinstalledrenewableenergycapacityinChina综上所述，多能互补的发展能够提高能源利用率，完成就地取材，保证资源充分利用。而且，多能互补在能效、需求侧管理、大数据等方面均具有良好的发展前景，是未来能源发展的重点研究方向。鉴于多能互补在能源革命、能源转型、结构调整方面具有重大意义，故大力实施多能互补是未来新能源发展的必经之路。国家对于多能互补示范工程的实施给予了高度重视。2017年初，国家能源局公布了首批多能互补集成优化示范工程,主要包括17个终端一体化集成供能系统，6个风光水火储多能互补系统[15]。其中，国家要求风光水火储多能互补示范工程需尽量保证弃光率不高于3%，弃风率不高于5%，表1-1所示为6个多能互补系统的具体情况汇总：表1-1风光水火储多能互补示范工程汇总表Tab.1-1DemonstrationProjectofMultipleComplementarityofWind-hydro-PV-Thermal-Storage类别序号项目名称承包公司单位地址风光水火储多能互补系统1张北风光热储多能互补集成优化示范工程绿巨人能源有限公司、华源电力有限公司、张北县瑞凯新能源有限公司河北省张家口市张北县2韩城龙门开发区多能互补集成优化示范工程陕西省陕煤韩城矿业有限公司陕西省韩城市龙门经济开发区3青海省海西州多能互补集成优化示范项目鲁能集团有限公司青海省海西州蒙古族藏族自治州格尔木市4神华神东电力风光火热储多能互补集成优化示范项目神华国神集团内蒙古自治区包头市土默特右旗5青海海南州水光风储多能互补集成优化示范工程青海黄河上游水电开发有限责任公司青海省海南州6木里县鸭嘴河流域光水牧
1绪论51.2.2多能互补发展的国外研究现状传统的化石能源有限、不可再生且污染严重，为保证经济与自然环境协调友好发展，大力发展可再生能源发电替代传统能源已成为必然趋势。近五年，世界范围内的可再生能源呈现增长趋势，大体分布情况如图1-3为所示。其中水力资源增速达3.1%，光能资源增速达38.9%，风力资源增速达16.1%，且呈现逐年大幅递增趋势[16]。图1-3近五年世界可再生能源增长情况Fig.1-3Internationalrenewableenergygrowthinthepastfiveyears目前，世界范围内能源发电情况如下：1）光伏发电方面：太阳能发电产业的振兴得益于单晶硅半导体的成功研制。1995年，单晶硅半导体由美国团队首先研发。此后太阳能发电迅猛发展，先后在德国、美国、日本等国家得到大规模实际应用，发电容量至兆瓦级别。此外，由于光伏发电技术越发成熟，设备销售价格降低，应用范围也随之普及，产业发展更加迅速。据国际能源署（InternationalEnergyAgency,IEA）预计，至2020年，全世界消费电量将有1%来自光伏发电，光伏安装容量将至200GW。当前，世界范围内安装的大型光伏电厂达1900多个，且每个电厂容量在200kWp以上。这些光伏电厂总安装容量达3600MWp以上，平均输出功率略大于1800MWp。其中500多个大型光伏电厂位于德国，379个位于美国，750个位于西班牙[17]。2）风力发电方面：世界各国对风力发电的关注度起源于丹麦第一台风力发电设备的研发，自此之后关注度越来越高，并在机组设备、发电技术、用电价格等方面的研究均取得了较为显著的进步。直到现在，丹麦、芬兰、德国等国家的风电发展仍居世界前列，装机容量丰富，风机设备达MW级。3）水力发电方面：在世界范围内，水能可谓是绿色高效能源的典型代表。该发电形式在发达国家的可利用率约至60%以上。其中，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的小生境粒子群算法在函数优化中的应用[J]. 张海妮. 河南科学. 2018(04)
[2]多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战[J]. 艾芊,郝然. 电力系统自动化. 2018(04)
[3]多能互补系统关键技术综述[J]. 谭忠富,谭清坤,赵蕊. 分布式能源. 2017(05)
[4]基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计[J]. 刘胜永,于跃,罗文广,李昊,黄俊华. 控制工程. 2017(08)
[5]小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景[J]. 周学志,徐玉杰,谭雅倩,汪翔,陈海生. 中外能源. 2017(08)
[6]Particle swarm optimization based space debris surveillance network scheduling[J]. Hai Jiang,Jing Liu,Hao-Wen Cheng,Yao Zhang. Research in Astronomy and Astrophysics. 2017(03)
[7]锂离子电池SOC估算算法的研究[J]. 孙悦,刘桥. 通信电源技术. 2017(01)
[8]新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J]. 舒印彪,张智刚,郭剑波,张正陵. 中国电机工程学报. 2017(01)
[9]中国新能源弃风弃光原因分析及前景探究[J]. 周强,汪宁渤,冉亮,沈荟云,吕清泉,王明松. 中国电力. 2016(09)
[10]考虑风电不确定出力的风电并网协调优化模型[J]. 于东,孙欣,高丙团,徐勤. 电工技术学报. 2016(09)
硕士论文
[1]基于多目标布谷鸟算法的风光水联合调度研究[D]. 黄瑜珈.西安理工大学 2017
[2]新能源的互补运行与储能优化调度[D]. 陈丽媛.浙江大学 2014
本文编号：2932173
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