固体蓄热式电锅炉弃风消纳优化研究
发布时间：2022-01-10 13:59
我国“三北”地区源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差,电源结构以煤电为主,冬季供暖期间,热电机组运行时根据供热负荷大小确定发电量,导致系统缺乏足够的调峰能力,无法匹配风电消纳需求,使得弃风现象难于削减。为解决弃风问题,我国政府提出多项政策方案引导企业提升风电消纳能力,并鼓励开展使用蓄热式电锅炉将电能转化为热能用以供热,以此改善风电就地消纳情况。现阶段,以水为蓄热介质的电极式电锅炉使用最为广泛,但其采用电极加热,功率调节受电极机械部件限制,导致供热效率较低。因此,本文引入蓄热能力较强的固体蓄热式电锅炉系统,在其系统架构下,结合基于分解的多目标进化算法,提出了一种针对固体蓄热式电锅炉弃风消纳的多目标优化方法。本文首先分别概述了当前国内外对于风电消纳方式,蓄热式电锅炉消纳弃风供热以及固体蓄热式电锅炉三个方面的研究现状。阐述了蓄热式电锅炉的分类与运行机理,对比了传统水蓄热式电锅炉与固体蓄热式电锅炉的运行特点,并分析了影响固体蓄热式电锅炉运行效果的关键因素。为明确弃风特性,收集整理了蒙西某风场实际运行数据以分析该地区供热期风力发电特点与弃风消纳需求。其次,分析了传统电极式电锅炉在通常使用的两段式运行方...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
蓄热式电锅炉系统图
内蒙古科技大学硕士学位论文-12-量的方式来维护电网平衡并保护系统的安全稳定。图2.3展示了电网在供热期产生弃风的原理:图2.3供热期弃风产生原理图图中，和表示系统在供暖期和其他时期的调峰范围，蓝色区域面积代表弃风电量。由图可知，供暖期热电机组电的运行使电网对风电的可接纳量受到压缩。弃风原理公式如下：fttloadtwindtGqPPPP,,min,,,（式2.1）其中，tqfP,表示t时间系统总弃风功率；ttGP,min,表示t时间火电机组最小技术功率；twindP,表示t时间系统可用风电功率；tloadP,表示t时间电用户用电需求，各变量的单位均为兆瓦。000,,,,,tqftqftqftqftqfPPPPP（式2.2）其表示，当0,tqfP，弃风功率为tqfP,；当0,tqfP，弃风没有出力，机组可以通过增加发电量以达到供电要求。2.4.2供热期风电出力特点由于我国各地区拥有不同的电网结构与供电能源组成，导致弃风产生的成因和弃
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-风状况也存在差异。本文以内蒙古自治区西部为例，对内蒙古西部地区某风场2018-2019年供热期183天的实测数据进行统计，得出供热期风电出力曲线如下图：图2.4供热期1小时级风电出力曲线图根据上图可以得出，风力发电具有很强的随机性与不确定性。风电出力的可控性较低，无法精准预测，严重阻碍了大规模风电并网。为改善这种情况，电力系统就要增加备用容量，这也增加了电网的运行成本，降低了经济性，不利于电力系统制定发电计划，破坏了电网稳定性。由于风力发电的不断推广，蒙西地区等供电与用电难以平衡的地区，频繁出现弃风问题，无法充分利用风电成为了当前影响其进一步发展的关键因素。2.5本章总结本章首先介绍了蓄热式电锅炉的分类与工作原理，对两种蓄热式电锅炉的运行特点与应用方式进行对比。随后，提出了利用改进固体电蓄热锅炉系统参与弃风消纳，并对当前应用较广泛的固体电蓄热锅炉进行了分析，得出了影响固体蓄热式电锅炉蓄热效果的关键因素。最后，分析了内蒙古西部地区冬季供热期弃风机理与风电出力特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体蓄热电锅炉设计要点及性能评价指标初探[J]. 罗勇,陈鹏,苏驰. 暖通空调. 2019(05)
[2]考虑风电消纳的风电-电储能-蓄热式电锅炉联合系统能量优化[J]. 王振浩,杨璐,田春光,李国庆. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]考虑弃风特性的风电供热项目节煤效果与最佳配置方案研究[J]. 吕泉,刘永成,刘乐,朱全胜,王海霞,王恺文. 中国电机工程学报. 2017(16)
[4]利用建筑物与热网热动态特性提高热电联产机组调峰能力[J]. 李平,王海霞,王漪,韩晔,李卫东. 电力系统自动化. 2017(15)
[5]风热冲突下热电厂供热问题研究[J]. 吕泉,胡炳廷,王海霞,张娜,刘乐. 电力自动化设备. 2017(06)
[6]风电场与含储热的热电联产联合运行的优化调度[J]. 戴远航,陈磊,闵勇,徐飞,侯凯元,周莹. 中国电机工程学报. 2017(12)
[7]促进风电消纳的蓄热罐运行策略[J]. 于炎娟,陈红坤,姜欣,陶玉波,于仁炎. 电力系统自动化. 2017(07)
[8]考虑经济性的日前风电消纳动态评估方法[J]. 李宏仲,吕振邦,朱佳明,孙伟卿. 电网技术. 2017(04)
[9]考虑大规模风电并网的电力系统区间非线性经济调度研究[J]. 周玮,胡姝博,孙辉,顾宏,刘劲松,马千,陈晓东. 中国电机工程学报. 2017(02)
[10]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)
硕士论文
[1]基于蓄热式电锅炉的弃风消纳方法及经济性分析研究[D]. 庄妍.东北电力大学 2019
[2]蓄热式电锅炉融合储能的风电消纳优化控制研究[D]. 庄冠群.东北电力大学 2018
[3]基于分解的多目标进化算法研究及应用[D]. 周欢.浙江工业大学 2017
[4]基于分解的多目标进化算法研究[D]. 张作峰.湘潭大学 2013
[5]分时电价下电蓄热供热系统的负荷预测及经济性决策分析[D]. 张晋文.重庆大学 2005
本文编号：3580835
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
蓄热式电锅炉系统图
内蒙古科技大学硕士学位论文-12-量的方式来维护电网平衡并保护系统的安全稳定。图2.3展示了电网在供热期产生弃风的原理:图2.3供热期弃风产生原理图图中，和表示系统在供暖期和其他时期的调峰范围，蓝色区域面积代表弃风电量。由图可知，供暖期热电机组电的运行使电网对风电的可接纳量受到压缩。弃风原理公式如下：fttloadtwindtGqPPPP,,min,,,（式2.1）其中，tqfP,表示t时间系统总弃风功率；ttGP,min,表示t时间火电机组最小技术功率；twindP,表示t时间系统可用风电功率；tloadP,表示t时间电用户用电需求，各变量的单位均为兆瓦。000,,,,,tqftqftqftqftqfPPPPP（式2.2）其表示，当0,tqfP，弃风功率为tqfP,；当0,tqfP，弃风没有出力，机组可以通过增加发电量以达到供电要求。2.4.2供热期风电出力特点由于我国各地区拥有不同的电网结构与供电能源组成，导致弃风产生的成因和弃
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-风状况也存在差异。本文以内蒙古自治区西部为例，对内蒙古西部地区某风场2018-2019年供热期183天的实测数据进行统计，得出供热期风电出力曲线如下图：图2.4供热期1小时级风电出力曲线图根据上图可以得出，风力发电具有很强的随机性与不确定性。风电出力的可控性较低，无法精准预测，严重阻碍了大规模风电并网。为改善这种情况，电力系统就要增加备用容量，这也增加了电网的运行成本，降低了经济性，不利于电力系统制定发电计划，破坏了电网稳定性。由于风力发电的不断推广，蒙西地区等供电与用电难以平衡的地区，频繁出现弃风问题，无法充分利用风电成为了当前影响其进一步发展的关键因素。2.5本章总结本章首先介绍了蓄热式电锅炉的分类与工作原理，对两种蓄热式电锅炉的运行特点与应用方式进行对比。随后，提出了利用改进固体电蓄热锅炉系统参与弃风消纳，并对当前应用较广泛的固体电蓄热锅炉进行了分析，得出了影响固体蓄热式电锅炉蓄热效果的关键因素。最后，分析了内蒙古西部地区冬季供热期弃风机理与风电出力特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固体蓄热电锅炉设计要点及性能评价指标初探[J]. 罗勇,陈鹏,苏驰. 暖通空调. 2019(05)
[2]考虑风电消纳的风电-电储能-蓄热式电锅炉联合系统能量优化[J]. 王振浩,杨璐,田春光,李国庆. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[3]考虑弃风特性的风电供热项目节煤效果与最佳配置方案研究[J]. 吕泉,刘永成,刘乐,朱全胜,王海霞,王恺文. 中国电机工程学报. 2017(16)
[4]利用建筑物与热网热动态特性提高热电联产机组调峰能力[J]. 李平,王海霞,王漪,韩晔,李卫东. 电力系统自动化. 2017(15)
[5]风热冲突下热电厂供热问题研究[J]. 吕泉,胡炳廷,王海霞,张娜,刘乐. 电力自动化设备. 2017(06)
[6]风电场与含储热的热电联产联合运行的优化调度[J]. 戴远航,陈磊,闵勇,徐飞,侯凯元,周莹. 中国电机工程学报. 2017(12)
[7]促进风电消纳的蓄热罐运行策略[J]. 于炎娟,陈红坤,姜欣,陶玉波,于仁炎. 电力系统自动化. 2017(07)
[8]考虑经济性的日前风电消纳动态评估方法[J]. 李宏仲,吕振邦,朱佳明,孙伟卿. 电网技术. 2017(04)
[9]考虑大规模风电并网的电力系统区间非线性经济调度研究[J]. 周玮,胡姝博,孙辉,顾宏,刘劲松,马千,陈晓东. 中国电机工程学报. 2017(02)
[10]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)
硕士论文
[1]基于蓄热式电锅炉的弃风消纳方法及经济性分析研究[D]. 庄妍.东北电力大学 2019
[2]蓄热式电锅炉融合储能的风电消纳优化控制研究[D]. 庄冠群.东北电力大学 2018
[3]基于分解的多目标进化算法研究及应用[D]. 周欢.浙江工业大学 2017
[4]基于分解的多目标进化算法研究[D]. 张作峰.湘潭大学 2013
[5]分时电价下电蓄热供热系统的负荷预测及经济性决策分析[D]. 张晋文.重庆大学 2005
本文编号：3580835
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