风电优先调度下的电力系统能源效率分析

摘要

近年来，随着经济的快速发展，化石能源的负面影响日益凸显，风力发电作为一种清洁易得的可再生能源，成为了化石能源最重要的替代能源之一。中国政府已经出台了许多相关政策促进风电的快速发展，然而，由于风力发电的随机性和波动性，风电并网运行给电力系统带来一定的不利影响。因此，是否应大力促进风电等可再生能源的发展，社会各界还存在不同意见。例如，在风电优先调度对电力系统能源效率的影响方面就存在不同看法。一方面，风力发电作为一种可再生能源，风电并网节约了化石能源消耗，提高了系统能源效率;另一方面，风电并网后给系统带来了巨大的调峰压力和备用成本，降低了现有火电机组的能源效率。那么，风电并网对电力系统能源效率到底有什么影响、影响有多大？这就是本文要解决的问题。
　　本文首先研究了中国风电优先调度的现状和存在的问题。根据中国的实际情况，提出了中国风电优先调度的目标和要求，总结了风电优先调度的管理现状和成就，并在此基础上指出了风电优先调度仍需解决的问题，从宏观角度分析了风电优先调度问题。
　　其次，本文分析了风电优先调度对电力系统能源效率的影响机制。在介绍了电力系统能源效率内涵的基础上，依次分析了风电优先调度下系统燃料成本、火电机组调峰、预留旋转备用及风功率预测水平对系统能源效率的影响。
　　再次，本文重点介绍了风电优先调度下以系统能源效率最高为目标的模型构建和实证分析过程。文章在考虑了风功率预测模型和基于概率的备用容量模型的基础上，构建了以能源强度为指标的目标函数;实证分析中选取了发电能耗、弃风率和能源强度三个指标进行，并在原情景下进一步增加了水电参与调峰和火电机组技术进步两种情景综合分析，结果显示随着风电并网比例的增加，系统发电能耗和能源强度会降低，但弃风率会增加。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题目的和意义

1．2 文献综述

1．2．1 常规火电机组调度的系统能源效率

1．2．2 风电参与调度的系统能源效率

1．3 研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 创新点和不足

第2章 中国风电优先调度现状与存在问题

2．1 中国风电优先调度目标与要求

2．2 中国风电优先调度管理现状和成效

2．3 中国风电优先调度仍需要解决的问题

第3章 风电优先调度对电力系统能源效率影响机制分析

3．1 电力系统能源效率的内涵

3．2 风电优先调度对系统燃料消耗的影响

3．3 风电优先调度对火电机组调峰的影响

3．4 风电优先调度对预留旋转备用的影响

3．5 风功率预测水平通过电力系统实时调度对发电成本的影响

第4章 风电优先调度对电力系统能源效率影响的模型构建

4．1 模型构建思路

4．1．1 中国含风电的电力系统特点

4．1．2 风电功率预测问题的考虑

4．1．3 基于概率的备用容量的考虑

4．1．4 能源效率优化模型目标函数构建思路

4．2 能源效率优化模型目标函数的建立

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 风功率预测模型的构建

4．3．1 风电功率预测技术概况

4．3．2 短期风电功率预测值

4．3．3 中长期风电功率预测

4．4 基于概率的备用容量模型的构建

第5章 计算结果及分析

5．1 基于GAMS软件平台的模型求解过程

5．1．1 GAMS软件的特点

5．1．2 GAMS求解过程

5．2 数据来源

5．2．1 火电机组数据

5．2．2 风电和负荷

5．2．3 旋转备用数据

5．3 计算结果分析

5．3．1 不同风电接入水平下的系统运行结果分析

5．3．2 水电机组参与调峰的系统运行结果分析

5．3．3 技术进步下的系统运行结果分析

5．4 实证分析小结

第6章 结论和政策建议

6．1 主要结论

6．2 主要政策建议

6．3 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢