潮汐发电缺电小时期望和电量不足期望计算

摘要

随着社会现代化进程的加快和能源消费的持续增长，能源需求缺口越来越大与化石能源储量逐渐减少的矛盾日益突出。因此，储量巨大、可再生、洁净无污染的潮汐能也必将成为未来的重要能源形式。但是由于潮汐形成的内在原因决定了潮汐具有日不均匀性和月内不均匀性，导致了潮汐电站出力具有周期性、间歇性和波动性，而且潮汐以太阴日变化和人类以太阳日活动的差异，造成潮汐发电波动与人类需用负荷变化的不匹配。随着海洋能源的大规模开发利用，有必要对潮汐发电系统的可靠性指标及计算进行研究，以便客观评估潮汐发电对电力系统可靠性的贡献。
　　本文计算缺电小时期望值(Hourly loss of load expectation)和电量不足期望值
　　（Expected energy not served）两个可靠性指标，来衡量潮汐发电系统的充裕度，同时引入“电量过剩期望值（expectation energy over served)”指标，来衡量潮汐时变电源与时变负荷的匹配度，依此评估潮汐发电的可靠性。
　　在广泛阅读国内外相关文献、研究潮汐发电运行特性的基础上，本文深入研究了潮汐发电的特点，建立了潮位预测与潮汐发电系统可靠性分析模型，研究了不同因素对潮汐发电可靠性的影响，完成的主要研究内容有：
　　(1)分析了潮汐成因与调和分析法理论依据，建立了基于最小二乘法的潮汐调和分析计算模型，依此对研究海域8760个潮汐实际观测数据进行了潮位预测，得到了该海域全年潮位变化曲线。
　　(2)研究了潮汐发电的原理与运行特点，建立了潮汐电站库水位计算模型，依据单库双向运行方式潮汐电站运行参数，获得了潮汐电站库水位过程线。在此基础上，建立了潮汐电站时序工作水头模型。
　　(3)研究了潮汐发电的工况特点，建立了机组出力模型、机组停运模型、时变负荷模型等，采用适合潮汐发电特点的序贯蒙特卡罗模拟法计算了潮汐发电EENS和HLOLE两个可靠性指标和电量过剩期望值指标。研究比较了相同容量的常规机组、单库单向发电模式、与常规机组联合发电模式、机组数量增加、潮差变化等不同情况下可靠性指标的变化。
　　研究结果表明：潮汐发电可靠性极低、发电与负荷匹配度差、供电能力弱并且潮汐能利用率不高，但采取联合发电模式等措施可以提高其发电的可靠性。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外潮汐能发电现状

1.3 潮汐发电可靠性研究现状

1.4 潮位预报研究现状

1.5 论文主要工作

第二章 潮位预报

2.1 潮汐

2.2 潮汐调和分析基本理论

2.3 潮位预报算例

2.4 本章小结

第三章 潮汐电站基本技术

3.1 潮汐发电基本原理

3.2 潮汐能量与工况特点

3.3 建库方案与运行方式

3.4 潮汐电站工作特点

3.5 潮汐电站站址选择

3.6 潮汐发电常用水轮发电机

3.7 库水位调节计算

3.8 本章小结

第四章 潮汐发电可靠性指标计算

4.1 引言

4.2 蒙特卡罗仿真方法

4.3 潮汐电站时序水头模型

4.4 序贯蒙特卡罗仿真方法潮汐发电可靠性模型

4.5 序贯仿真方法可靠性指标计算

4.6 本章小结

第五章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢