基于抽水蓄能的风光互补发电技术研究

摘要

如今，传统化石能源的枯竭以及生态环境的恶化使得新能源发展迅速，近几年风能和太阳能资源以其清洁可再生等优势得到了迅速的发展。我国风电和光伏发电发展迅速，但是随着并网装机容量的剧增，出现了大量弃电的尴尬现象。为了进一步提高风光的利用率，平滑风电和光伏发电的出力，本文主要探讨风光资源的互补问题以及储能装置与风光联合运行的优势。
　　本文首先分析了风电和光伏发电的发展现状，由于我国风电和光伏发电呈现“大基地融入大电网”的特点，造成风光资源无法就地消纳，形成大量弃电的现象。在电力系统中加入储能装置可以有效提高风光资源的利用率，我国风电和光伏发电大多集中在“三北”地区，充分利用风电和光伏发电在时间上和地域上的互补优势，可以减少储能装置的设计容量，提高风光资源的利用率。针对我国风电和光伏发电的发展现状，本文在风光互补的基础上，结合抽水蓄能电站建立了风-光-水-火联合运行的模型，模型以煤炭耗量最小为目标，根据功率平衡与频率的关系，本文将功率平衡约束条件改为不等式约束。粒子群算法具有易陷入局部最优的缺点，在粒子群算法中引入变异机制可以有效提高粒子的多样性。传统的罚函数法在处理问题时罚因子取值较困难，本文提出一种标幺化处理适应度函数和罚函数的方法，仿真结果表明具有较好的收敛效果。本文将改进粒子群优化算法应用于风-光-水-火联合系统，在模型仿真中提出抽水蓄能电站建设位置对联合运行系统的影响，结果表明在电源中心建设抽水蓄能电站可以有效提高风光资源的利用率，但是抽水蓄能电站难以发挥其调节的优势，而负荷中心建设的抽水蓄能电站在负荷调节和备用方面效果较好，但是会造成一定的弃电现象。
　　整体来讲加入抽水蓄能电站的系统能够有效提高风光资源和输配电系统的利用率，平滑风电和光伏发电的不稳定性，提高电力系统运行的综合效益，而对于抽水蓄能电站建设在电源中心还是负荷中心还要根据具体情况来分析。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

第2章 互补发电基础技术

2.1 风力发电技术

2.2 光伏发电技术

2.3 风电和光伏发电出力的特点

2.4 抽水蓄能电站

2.5 本章小节

第3章 联合运行系统

3.1 风电和光伏发电出力互补特性分析

3.2 火电与抽水蓄能性能比较

3.3 抽水蓄能与风光互补联合运行系统

3.4 本章小节

第4章 抽水蓄能与风光互补发电并网分析

4.1 粒子群优化算法

4.2 改进粒子群优化算法

4.3 算例分析

4.4 抽水蓄能电站效益分析

4.5 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录