提高可再生能源接纳和外送能力的广域储能规划和运行研究

摘要

随着传统能源的日益匮乏和环境的日趋恶化，加快能源结构调整，提高清洁能源比例已经被提升为国家战略层面。但是具有间歇性、波动性的新能源大规模接入电网对电力系统安全稳定运行带来了新的挑战，导致我国大规模可再生能源发电基地消纳和送出能力不足的问题日趋突出。储能技术作为解决风间歇性、波动性和不可准确预测性对系统影响的最有效途径之一，得到了发展机遇。但是受制于地理位置、技术发展现状，储能技术还无法满足电网庞大的应用所有需求，而且储能配置成本依然比较高，系统配置储能系统时做好合理规划的同时日常调度运行中追求最大限度的发挥储能系统的作用，避免资源浪费。
　　论文首先分析了储能在可再生能源发电领域内的作用模式，并对目前国内外储能系统规划和运行技术进行了深入调研。其次以提高系统风电接纳和送出能力以及储能投资成本最小为目标，建立包括电池储能和抽水蓄能的广域储能系统规划模型，进行多种类型储能系统容量配置和布点协调优化决策，并在 IEEE14节点系统设置典型算例进行详细分析，所得结果验证了所提方法的有效性。再次基于储能规划结果，建立了含广域储能系统的机组组合模型，并在相同的IEEE14节点系统中进行仿真分析，验证在储能系统接入大规模新能源并网电力系统后所提调度方法能有效提高送出风电能力。最后根据电网提供的数据搭建甘肃实际电网算例系统，仿真计算酒泉新能源发电基地直流外送线路不同风火打捆条件下的广域储能系统容量和布点方案，以及储能接入电力系统后的运行情况。基于理论研究，编制了广域储能系统规划和运行算法演示软件。

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1 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2广域储能系统在大规模新能源并网电力系统中的应用

1.3国内外研究现状

1.4本文主要工作及论文结构

2 提高可再生能源接入和外送能力的广域储能规划研究

2.1提高可再生能源接入和外送能力的广域储能规划技术

2.2算例验证

2.3小结

3 提高可再生能源接纳能力的广域储能运行研究

3.1广域储能系统运行模型

3.2考虑广域储能系统和多种类型机组的机组组合模型

3.3算例验证

3.4小结

4 甘肃电网广域储能规划与运行分析及经济性评估

4.1甘肃电网概况

4.2甘肃电网算例系统

4.3甘肃电网广域储能规划经济性评估

4.4广域储能系统调度方法对甘肃电网新能源接入和送出能力的影响分析

4.5小结

5 广域储能规划和运行系统软件开发

5.1软件设计框架

5.2软件功能模块

5.3软件主要功能与特点

5.4小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献