考虑储能多种模式运行的风储系统联合优化调度

摘要

随着风电并网容量的日益增加，风电特有的随机性、波动性和反调峰特性给系统的备用提供、出力跟踪和调峰计划带来了新的挑战。而储能作为一种技术日益成熟、成本逐渐下降的新技术，能够改善风电的并网特性，使风电成为可友好接入的新能源。储能在风储系统中的运行模式包括波动平抑、削峰填谷和备用提供，本文将上述问题的研究进一步深化，并针对储能多模式问题进行了研究，文章的研究内容具体包含以下几方面。
　　首先，针对储能应用于平抑波动模式，本文研究了选用不同介质蓄电池配合超级电容器用于风电波动平抑时的储能配置策略。模型建立时选用经验模态分解(EMD)分割平抑任务来处理风电波动的非线性和非平稳性，同时利用互补平抑模型来提高储能装置的利用效率。然后以费用效率(CE)最大化为储能配置的优化目标，得到储能装置的优化配置结果。并将结果与单种介质蓄电池配合超级电容器用于风电波动平抑的结果进行对比，证明文中储能配置及平抑策略用于风电波动平抑时，在平抑能力和经济性方面具有较大优势。同时论证了适当的过充过放是否能够提高储能用于风电波动平抑时的经济效益。
　　其次，针对储能应用于削峰填谷模式，本文选用主从博弈模型来设计分时上网电价，发挥其引导性作用来建立风储调度系统经济和环境效益博弈的调度模型。结论发现文中主从博弈模型能够在减少污染物排放量的同时，降低风储系统的运行成本。并利用相关度分析揭示了风储系统发电成本、储能收益、CO2、SO2排放量之间的内在联系。
　　然后，针对储能应用于备用提供模式，本文通过计算备用考虑风电波动与否两种情况下的调度策略，计算风储调度系统中备用在不同时段的紧缺程度，进而确定储能在日前备用提供计划的设计方案。
　　最后本文以风储调度系统的运行和备用成本之和最小化为优化目标，使用黄金分割法对储能容量进行合理的分割，并将部分容量用于削峰填谷，部分容量用于备用提供，并计算此时风储系统的运行和备用成本。将计算结果与储能应用于削峰填谷和备用提供两种储能单模式应用下风储系统的经济性进行对比发现，储能同时应用于削峰填谷和备用提供模式能够提高系统的经济效益。
　　综上所述，本文就储能在三种模式下的应用进行了深入探索，并对复合储能削峰填谷和备用提供模式用于风储调度模型进行了研究，论证了其优越性。

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第1章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2研究现状

1.3研究内容

第2章 混合储能应用于风电波动平抑模式时的储能容量优化配置

2.1风储系统中储能波动平抑模式的概念及研究热点

2.2平抑任务目标分解和互补平抑

2.3储能功率和容量的配置策略

2.4定容模型设计及算法说明

2.5本章小结

第3章 储能应用于削峰填谷模式时的风储系统主从博弈调度模型

3.1风储系统中储能削峰填谷模式的概念及研究热点

3.2主从博弈指导下的风储系统调度模型建立

3.3模型算法及算例设计

3.4本章小结

第4章 储能应用于备用提供模式的风储系统联合优化调度

4.1风储系统中储能备用提供模式的概念及研究热点

4.2储能备用提供模式的模型构建

4.3算例分析

4.4本章小结

第5章 考虑削峰填谷和备用提供的风储多模式联合调度

5.1调峰容量系数和风储多模式联合调度概念

5.2风储多模式联合调度模型的建立

5.3.模型中EIPSO和黄金分割法算法说明

5.4算例分析

5.5本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢