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利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:50:54
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利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究【摘要】:2013年底我国并网风电装机容量9000万千瓦,居世界第一,但由于市场规模较小、调风资源有限、跨区输电能力不足等原因造成弃风状况严

【摘要】:2013年底我国并网风电装机容量9000万千瓦,居世界第一,但由于市场规模较小、调风资源有限、跨区输电能力不足等原因造成弃风状况严重,弃风率超过10%,尤其是冬季夜间,大量风电由于无法消纳而被白白浪费。与此同时,我国北方城市供暖季节雾霾频发,严重影响了人民的生产生活,供暖地区面临着削减燃煤供暖排放的巨大压力,急需寻找清洁的可替代供暖途径。 本文提出将风电用于供暖,利用夜间风电作为供暖的主要能源,在消纳风电的同时满足城市供暖减排的目的。本文首先对风电供暖方式进行分析,在电锅炉、电热膜、热泵等电采暖热源中选择最适合风电的供暖热源,结合供暖区域特点在集中式与分散式中选择适合风电的供暖形式,得出风电供暖最优方式组合。其次建立风电供暖的价值分析模型,包括替代煤炭、天然气从而节约化石能源的能源价值;减少二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放的环境价值;增加风电上网电量、增加电网过网电量、减少用户用电成本的经济价值。再次,针对风电波动性、反调峰性及不可预测性建立风电供暖优化调度模型,模型以火电发电成本最小化为目标,以经验误差构建风电出力,以热源蓄热容量尽量消纳夜间低谷风电为运行模式。最后,利用所建模型对某地80万m2的供暖项目进行了算例分析,结果表明风电供暖可以大幅减少能源消耗和污染排放,具有一定的经济效益,同时能有效缓解弃风状况,在供暖负荷参与调度情况下可起到平稳负荷、转移负荷的作用,进一步提高风电上网能力。 【关键词】:风电 供暖 价值分析 优化调度 模型
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM614;TU832
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-18
  • 1.1 研究背景9-14
  • 1.1.1 我国风电发展现状及问题9-11
  • 1.1.2 我国供热市场发展现状11-13
  • 1.1.3 国内外电能供暖的经验13-14
  • 1.2 风电供暖的研究现状14-16
  • 1.2.1 风电供暖方式研究14-15
  • 1.2.2 风电供暖价值研究15
  • 1.2.3 风电供暖调度研究15-16
  • 1.3 研究内容及创新点16-18
  • 第2章 风电供暖方式选择分析18-27
  • 2.1 风电供暖热源选择18-22
  • 2.1.1 热泵供暖18-19
  • 2.1.2 电热膜供暖19-20
  • 2.1.3 空调供暖20
  • 2.1.4 电锅炉供暖20-21
  • 2.1.5 风电供暖热源选择21-22
  • 2.2 电锅炉供暖式选择22-23
  • 2.2.1 集中供暖22
  • 2.2.2 分散供暖22-23
  • 2.2.3 电锅炉供暖形式选择23
  • 2.3 电极式锅炉与电阻式锅炉的技术比较23-24
  • 2.4 供暖项目结算方式分析24-25
  • 2.5 本章小结25-27
  • 第3章 风电供暖的价值分析模型27-35
  • 3.1 风电供暖资源价值模型27-30
  • 3.2 风电供暖环境价值模型30-32
  • 3.2.1 燃煤机组污染物排放计算模型30-31
  • 3.2.2 燃煤、燃气、燃油锅炉供暖污染排放计算模型31-32
  • 3.2.3 风电供暖环境价值计算模型32
  • 3.3 风电供暖经济价值模型32-33
  • 3.4 本章小结33-35
  • 第4章 风电供暖的优化调度模型及算法35-44
  • 4.1 蓄热式电锅炉负荷预测模型35-36
  • 4.2 风电供暖优化调度模型36-42
  • 4.2.1 目标函数37
  • 4.2.2 风电机组出力的约束条件37-38
  • 4.2.3 火电机组出力约束条件38-39
  • 4.2.4 蓄热式电锅炉负荷控制约束条件39-40
  • 4.2.5 供暖系统约束条件40
  • 4.2.6 风电出力优化模型40-42
  • 4.3 风电供暖优化调度模型求解方法42-43
  • 4.4 本章小结43-44
  • 第5章 风电供暖价值及优化调度算例分析44-53
  • 5.1 项目概况及规模44
  • 5.2 风电供暖项目价值分析44-48
  • 5.2.1 资源价值分析44-45
  • 5.2.2 环境价值分析45-47
  • 5.2.3 风电供暖经济价值计算47-48
  • 5.3 风电供暖项目优化调度分析48-52
  • 5.3.1 基础数据48-49
  • 5.3.2 供暖负荷需求预测及风电出力优化49-50
  • 5.3.3 优化调度结果分析50-52
  • 5.4 本章小结52-53
  • 第6章 结论与展望53-55
  • 6.1 研究结论53-54
  • 6.2 研究展望54-55
  • 参考文献55-58
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
  • 攻读硕士学位期间参加的科研工作59-60
  • 致谢60-61
  • 作者简介61


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