风电—抽水蓄能联合系统运行方式优化研究

摘要

随着常规化石能源的不断枯竭和环境问题的日益突出,风能等可再生能源越来越受到人们的关注。近年来,风力发电技术的迅速提高,降低了风力发电成本,为其大规模发展提供了可能性。但风能受到自然环境的风速影响,导致其出力具有很强间歇性、随机性和不可控性,大规模风电入网将会对电力系统产生较大的冲击。因此,风电并网一直困扰国内外风电场大规模发展的问题。
　　风电场与抽水蓄能电站配合运行,可以将不可控风电转化为可靠电源,有效降低其对电网的影响。抽水蓄能电站是电力系统中的一种特殊电源。它通过抽水工况和发电工况,在系统中既能作为负荷又能作为电源,可以实现风电场输出功率在“时间”和“空间”上的重新分配,能有效地辅助更多的风力发电并网。
　　本文建立了风电—抽水蓄能联合优化供电模式,在介绍了抽水蓄能电站工作特性和风电场出力特性的基础上,分别建立了统一调度和峰谷电价下的两种场景日风电—抽水蓄能联合运行方式和各自运行方式优化模型,对联合系统不同的运行方式进行了初步的研究。
　　在电网统一调度下的联合运行系统目标函数是最大限度利用风电资源,减少常规机组的开机和调峰深度。峰谷电价下的联合运行系统目标函数是系统的弃风电量最小,使风抽联合系统获得最大的经济效益。模型中采用加速变步长搜索法优化抽水蓄能在场景日负荷曲线的最佳工作位置。优化结果表明:在电网统一调度下,抽水蓄能充分发挥了容量效益和电量效益,平滑了风电出力,减少风电场的弃风电量;峰谷电价下的抽水蓄能充分发挥了电价杠杆作用,使联合系统不仅在高价电时段多发电获取更多的经济效益,而且还有效地发挥了调峰作用和降低风电波动性。
　　算例中采用了相同的系统,但由于采用了不同的运行方式进行优化模拟,所得到的联合系统出力曲线也有一定的差别,由此,可以判断联合系统运行方式的选择需要根据系统的实际情况而定,为风电—抽水蓄能联合运行方式的选择提供了参考。

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1 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2储能技术的必要性及储能方式

1.3国内外研究现状

1.4本文主要内容

2 风电-抽水蓄能联合运行原理

2.1风电出力特性分析

2.2抽水蓄能电站运行特性分析

2.3风电-抽水蓄能联合运行原理分析

2.4小结

3 电网统一调度下风电-抽水蓄能联合系统运行方式优化研究

3.1电网统一调度下风电调度原则

3.2电网统一调度下风电-抽水蓄能联合调度原则

3.3场景日风电-抽水蓄能联合系统运行方式优化模型

3.4算例

3.5小结

4 电力市场环境下风电-抽水蓄能联合系统运行方式优化研究

4.1 电力市场下峰谷电价对风抽联合运行的影响

4.2峰谷电价下的场景日风电-抽水蓄能联合运行方式优化模型

4.3算例

4.4小结

5 总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录 硕士期间参与的科研工作