考虑储能资源的风电富集电力系统环境经济调度方法研究

摘要

随着化石能源的日益匮乏和温室效应的突显，风能以其低碳环保、低成本、可再生等优势逐渐成为能源替代时期的重要组成部分，然而，风电的不确定性、反调峰性等特点对电力系统运行安全性和供电可靠性提出新的要求。随着风电并网容量不断增大，风电消纳问题和化石能源高效利用形式逐渐成为电力行业最为关注的问题。储能资源以其自身的可调度性，可以对能量实现“削峰填谷”等特点，为促进风电消纳提供了新的思路。本文围绕储能资源参与风电富集电力系统环境经济调度问题展开研究，研究思路如下： 从化石能源高效利用角度出发，结合实际发电投运过程中应满足的功率平衡约束和容量极限约束，以考虑阀点效应的发电总成本和污染气体排放最低为多目标。引入帕累托最优策略，运用精英保留操作、拥挤距离计算操作和累积非支配排序操作对优化算法进行改进，建立了基于改进多目标优化算法的电力系统环境经济调度模型，并对常规调度模型进行模拟，仿真结果证实了调度计划的合理性。 针对大规模风电并网运行特点，对风功率进行描述和处理，首先对风功率自身不确定性、反调峰性进行理论分析，并通过风功率预测模型的平均值狭窄区域对风功率进行有功限制，介绍考虑风功率特性和弃风约束的调度建模方法。另外，从风电场弃风产生原因，风电调峰空间的利用形式和弃风电量通过储能方式利用等多角度出发，理论上验证了调用储能资源促进风电消纳的可行性。 在分析风电调峰空间原理基础上，将储能电站融入环境经济调度中，风功率分别采用风功率随机出力和利用风电通用概率分布预测数据的平均值狭窄区域进行有功出力。联合优化调度风电、火电和储能电站三种发电资源，建立了综合考虑风电生产和能耗环境效益成本、储能初始、维护成本和污染气体排放的风电富集电力系统环境经济调度模型。运用帕累托最优策略对不同优化目标进行权衡，设计含风电富集电力调度场景和调用储能资源提升风电调峰空间的不同应用场景，仿真结果验证了模型的有效性。 本课题受吉林省发展和改革委员会“提高可再生能源利用率热-电联合调控市场化运行模拟平台建设”项目资助，是储能资源消纳风电技术的进一步研究，通过在电力调度行业中不断完善，必将为风电并网的可靠性研究提供有效的分析工具。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

第2章 考虑阀点效应的电力系统环境经济调度方法

2.1 引言

2.2 电力系统环境经济调度模型

2.3 飞蛾扑火优化算法

2.4 算例分析

2.5 本章小结

第3章 计及储能资源的风电并网系统不确定因素分析

3.1 引言

3.2 风电不确定性描述与处理

3.3 储能资源提高风电消纳能力分析

3.4 本章小结

第4章 考虑风电不确定性的风火储系统环境经济调度

4.1 引言

4.2 风火储系统优化调度模型

4.3 多目标求解算法

4.4 算例分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢