计及限风特性与经济性的储能系统容量配置研究

摘要

风力发电联网运行是实现我国风能资源大规模开发利用，缓解能源危机与环境恶化问题的有效途径。然而风电是一种具有波动性的非常规电源，在风电小规模、低渗透率的背景下，风电联网的瓶颈主要表现在电网局部输送能力的制约，容易治理。随着风电场群规模与风电渗透率的增加，相对于风电波动，电网的调节能力相形见绌，风电与电网的矛盾（源网矛盾）呈现更强的整体性和系统性，仅靠单一措施难以治理，从而造成大面积限风甚至危及电网安全的后果。利用储能系统可以实现能量的时空平移，从而达到减少限风、提高电网及风电运行安全性和经济性的效果。在储能成本相对较高的市场背景下，如何优化储能系统的容量配置，实现储能系统经济效益最大化是一项重要研究课题。
　　本文首先通过分析风电功率的波动特性与调峰特性具体研究了导致限风现象产生的主要原因；在此基础上，基于风电场实测限风功率进行限风特性分析并提出储能系统多场景集中充放电调控的控制策略以及相应的场景划分原则；然后提出一种计及限风特性与经济性的大规模集中充放电的储能系统容量配置方法，该方法综合考虑了限风时段的差异性、限风功率的分布特征以及储能系统的电量效益、环境效益、投资成本和维护费用等因素。
　　最后，以风电场实测风电功率为数据基础对本文所提方法的有效性进行了验证。通过算例分析表明，本文提出的考虑限风特性的多场景调控策略比单一调控策略的综合收益更优，进而验证了所提方法的可行性。本文研究工作可为集中充放电的大规模储能系统容量配置提供重要借鉴。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 提高风电入网规模的国内外研究现状

1.3 储能技术在含可再生能源电力系统中的应用现状

1.4 本文的主要工作及创新点

第2章 导致电网限风的主要成因分析

2.1 风电功率波动性的影响

2.2 电网调峰能力制约分析

2.3 电网风电消纳能力的影响

2.4 输电线路阻塞的影响

2.5 减少限风的应对措施

2.6 本章小结

第3章 基于实测数据的限风特性分析

3.1 限风功率的获取

3.2 限风特性分析

3.3 本章小结

第4章 计及限风特性与经济性的储能系统容量配置研究

4.1 计及限风特性的储能系统控制策略研究

4.2 计及限风特性与经济性的储能系统容量配置研究

4.3 本章小结

第5章 算例分析

5.1 算例条件

5.2 算例结果分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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