区域电网风电消纳途径优化研究

摘要

随着化石能源的不断消耗和环境污染问题的日益严重，风能发电得到了大规模的开发利用，成为世界各国解决能源和环境问题，实现能源与环境可持续发展的一个重要出路。但是，由于风能受到自然条件的影响，风电具有很强的随机性和间歇性。风电的这些特性限制了风电的大规模并网消纳，从而导致我国出现了严重的“弃风”问题。随着我国风电装机容量的不断提高，我国的“弃风”问题将会愈发严重。因此，有效的风电消纳途径对解决我国目前面临的“弃风”问题，保证我国风电产业健康持续的发展具有重要意义。
　　本文首先对“弃风”问题的形成原因、现状以及可行的风电消纳途径等进行了简要分析。然后对基于电锅炉的风电消纳途径和基于储能的风电消纳途径分别进行建模分析，在建模分析的基础上，对方案进行了综合收益评价，优化配置分析和风电消纳能力分析。最后，从方案的投资风险、方案的投资效益和方案的风电消纳能力三个方面对两个风电消纳途径进行了对比分析。
　　以京津唐电网为例对两种风电消纳途径进行了算例分析，分析的结果表明，在2015年数据的基础上，京津唐电网的电锅炉最优安装容量为1100MW左右，储能系统最优安装容量为550MWh左右。两种方案的投资风险对比分析结果表明，基于电锅炉的风电消纳途径的投资风险更小;两种方案的投资效益对比分析结果表明，基于电锅炉的风电消纳途径的投资效益更高;两种方案的风电消纳能力对比分析结果表明，基于电锅炉的风电消纳途径的风电消纳能力更强。因此，基于电锅炉的风电消纳途径都是更适合投资的方案，要解决目前的弃风问题，京津唐电网应该优先考虑实施的风电消纳途径是基于电锅炉的风电消纳途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 风电消纳能力评估

1．2．2 风电消纳措施及政策分析

1．2．3 基于电锅炉的风电消纳方案

1．2．4 基于储能的风电消纳方案

1．3 论文研究内容

第2章 弃风原因及风电消纳途径简析

2．1 弃风原因分析

2．2 国外风电消纳经验及启示

2．3 风电消纳途径分析

2．4 本章小结

第3章 基于电锅炉的风电消纳途径研究

3．1 原理分析

3．1．1 基于电锅炉的风电消纳途径的原理

3．1．2 热电厂配置电锅炉后调峰能力分析

3．2 建模分析

3．2．1 目标函数建模

3．2．2 约束条件建模

3．3 算例分析

3．3．1 模型数据

3．3．2 电锅炉最优容量计算

3．3．3 电锅炉配置容量对风电消纳的影响

3．4 本章小结

第4章 基于储能的风电消纳途径研究

4．1 原理分析

4．2 建模分析

4．2．1 储能系统建模

4．2．2 目标函数建模

4．2．3 约束条件建模

4．3 算例分析

4．3．1 模型数据

4．3．2 储能系统最优容量计算

4．3．3 储能系统配置容量对风电消纳的影响

4．4 本章小结

第5章 风电消纳途径对比分析

5．1 投资风险对比分析

5．1．1 电锅炉方案的投资风险

5．1．2 储能方案的投资风险

5．1．3 投资风险对比

5．2 投资效益对比分析

5．2．1 电锅炉方案的投资效益

5．2．2 储能方案的投资效益

5．2．3 投资效益对比

5．3 风电消纳能力对比分析

5．3．1 电锅炉方案的风电消纳能力

5．3．2 储能方案的风电消纳能力

5．3．3 风电消纳能力对比

5．4 方案优化选择

5．5 本章小结

第6章 研究成果和结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢