基于电力供暖的促进风电消纳建模与仿真研究

【摘要】：随着社会经济的快速发展,能源的消耗在全球范围内在逐渐增加,煤炭、石油和天然气等不可再生资源越发紧缺,环境污染问题日益凸显。为了减少化石能源消耗同时保证社会经济发展的能源需求,作为世界上技术最为成熟、规模最大和最具潜力的可再生能源发电技术,风力发电发展迅速。 随着风电装机容量的不断增长,电网接纳风电的能力成为限制风电发展的重要因素。特别是我国“三北”地区热电联产机组比重大,冬季供暖期受供暖需求限制,电网接纳风电能力有限,风电机组参与电网调峰己成为常态。目前用于分析电网接纳风电能力的方法对于热电联产机组的处理相对简单,不能准确反映供暖需求对于热电联产机组以及整个电力系统调峰能力的影响。 本文建立了计及供暖约束的电力系统接纳风电能力分析模型,并对模型进行二次完善,最终形成基于电力供暖的促进风电消纳分析模型。并应用该模型对电力系统接纳风电能力和促进风电消纳措施进行研究。主要内容包括： 1.建立了计及供暖约束的电力系统风电接纳能力分析模型,模型以系统总成本最小为目标,不仅考虑了电力系统中电力平衡、机组特性及备用需求等约束,还充分考虑了包括热力平衡和热电联产机组“热电耦合”等在内的供暖系统相关约束。分别利用目前风电消纳分析常用的电力电量平衡方法和本文所建模型对算例系统接纳风电能力进行研究,对两种方法得到的结果进行了对比分析。 2.从负荷侧和电源侧两方面提出了基于电力供暖的促进风电消纳的措施。然后对所提的各种措施逐一建模,并纳入计及供暖约束的电力系统接纳风电能力研究模型中,最终形成基于电力供暖的促进风电消纳研究模型,并利用算例系统分析了所提措施的节能减排效果。 3.利用基于电力供暖的促进风电消纳模型对我国“三北”地区某省级电网接纳风电能力进行了分析,并研究了以10%弃风率为目标下不同方案的规模需求及经济可行性。 【关键词】：电力供暖 风电消纳 热电联产 生产模拟 经济可行性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM743
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 符号说明10-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-15
• 1.1.1 全球风电发展概况11-12
• 1.1.2 中国风电发展概况12-14
• 1.1.3 影响风电消纳的主要因素14-15
• 1.2 国内外风电消纳研究现状15-17
• 1.3 本文主要工作17-19
• 第2章 计及供暖约束的电力系统接纳风电能力建模19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 研究风电消纳的电力电量平衡方法19-21
• 2.3 计及供暖约束的电力系统接纳风电能力分析模型21-27
• 2.3.1 GAMS平台介绍21-22
• 2.3.2 模型的建立22-26
• 2.3.3 模型的求解26-27
• 2.4 电力电量平衡方法与模型方法用于风电消纳分析的比较27-32
• 2.4.1 算例系统简介27-29
• 2.4.2 研究结果对比分析29-32
• 2.5 小结32-33
• 第3章 基于电力供暖的促进风电消纳建模与仿真研究33-55
• 3.1 引言33
• 3.2 负荷侧促进风电消纳措施建模与分析33-41
• 3.2.1 利用热网惯性措施建模与分析33-36
• 3.2.2 电热锅炉供暖36-41
• 3.3 电源侧促进风电消纳措施建模与分析41-52
• 3.3.1 增设纯供热机组41-43
• 3.3.2 电热锅炉/热泵与CHP机组联合43-47
• 3.3.4 增设储热装置47-52
• 3.5 小结52-55
• 第4章 省级电网电力供暖促进风电消纳案例分析55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 电网负荷概况和风电特性分析55-58
• 4.2.1 电网概况55-56
• 4.2.2 风电月出力特性分析56-57
• 4.2.3 风电日出力特性分析57-58
• 4.3 计及供暖约束的省级电网接纳风电能力分析58-59
• 4.4 电力供暖促进风电消纳措施规模与经济可行性分析59-66
• 4.4.1 建设规模分析60
• 4.4.2 经济可行性评价指标60-62
• 4.4.3 经济可行性分析62-66
• 4.5 小结66-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 学位论文评阅及答辩情况表74

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