風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合優(yōu)化運行研究

【摘要】：能源緊張及環(huán)境污染已成為制約人類可持續(xù)發(fā)展的主要問題之一，大力開發(fā)利用可再生能源發(fā)電已經(jīng)成為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的主要途徑。風(fēng)能資源豐富且在世界范圍內(nèi)分布較廣，具有很大的開發(fā)潛力，并且隨著風(fēng)輪機制造及并網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為人們關(guān)注的焦點。然而，風(fēng)電出力具有隨機波動性、反調(diào)峰性及難預(yù)測性等特點，大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)使電力系統(tǒng)運行方式發(fā)生深刻的變化，增添系統(tǒng)的調(diào)度難度。 蓄電池儲能技術(shù)具有運行方式靈活、可充可放的運行特性等技術(shù)優(yōu)勢，成為改善風(fēng)電出力特性，解決電力系統(tǒng)功率不平衡問題的一種有效手段。蓄電池儲能裝置與風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合運行，可以降低風(fēng)電出力預(yù)測誤差帶來的功率不平衡量，，提高風(fēng)力發(fā)電的可調(diào)度性，為大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)提供一種有效的解決途徑。 本文在現(xiàn)有的理論成果基礎(chǔ)上，研究風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)的優(yōu)化運行。首先，分析了風(fēng)電出力特性和釩氧化還原電池儲能的技術(shù)特性。結(jié)合當前風(fēng)電預(yù)測水平，建立基于場景概率理論的風(fēng)電場出力模型，根據(jù)釩氧化還原電池儲能的運行原理，建立電池儲能的運行特性模型。其次，針對風(fēng)電出力隨機波動性、反調(diào)峰特性和難預(yù)測性等特點，運用蓄電池儲能可充可放的靈活調(diào)節(jié)能力，建立風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化運行模型。并制定蓄電池儲能的充放電運行策略。蓄電池儲能的運行劃分為兩個階段進行，第一階段：基于峰谷電價，配合風(fēng)電實現(xiàn)低儲高發(fā)；第二階段，補償風(fēng)電出力預(yù)測誤差。最后，研究了風(fēng)電場的蓄電池容量優(yōu)化配置問題，建立風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)年凈經(jīng)濟效益模型。以配置蓄電池儲能后聯(lián)合系統(tǒng)年凈經(jīng)濟效益最大為目標，對蓄電池儲能進行容量優(yōu)化。 應(yīng)用本文的模型對實際的風(fēng)電系統(tǒng)進行仿真分析。結(jié)果表明，在風(fēng)電場附近合理配置蓄電池儲能的容量，并對蓄電池儲能采取恰當?shù)倪\行策略，可以有效協(xié)調(diào)風(fēng)電運行，提高風(fēng)電場的經(jīng)濟效益。本文所提到的風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化運行模型適應(yīng)當前風(fēng)電出力預(yù)測實際水平，能更好的激勵風(fēng)電并網(wǎng)的積極性。且對風(fēng)力發(fā)電商在蓄電池儲能選型方面有一定的指導(dǎo)作用。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電出力模型 釩氧化還原電池儲能模型 聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化運行 充放電策略 容量優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM61;TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-14
• 1.2 儲能對風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)的影響14-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 2 風(fēng)電與蓄電池儲能特性分析及建模18-25
• 2.1 風(fēng)電出力特性及出力模型18-21
• 2.2 蓄電池儲能系統(tǒng)基本原理及出力建模21-24
• 2.3 小結(jié)24-25
• 3 風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行策略25-39
• 3.1 風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)運行結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 風(fēng)電—蓄電池儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行模型26-29
• 3.3 蓄電池儲能充放電策略29-31
• 3.4 算例分析31-37
• 3.5 小結(jié)37-39
• 4 蓄電池儲能容量優(yōu)化配置39-48
• 4.1 蓄電池儲能容量優(yōu)化思路39
• 4.2 風(fēng)電—蓄電池儲能聯(lián)合系統(tǒng)年凈經(jīng)濟效益模型39-40
• 4.3 蓄電池儲能的容量優(yōu)化求解方法40-42
• 4.4 算例分析42-47
• 4.5 小結(jié)47-48
• 5 總結(jié)與展望48-51
• 5.1 全文總結(jié)48-49
• 5.2 展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻52-55
• 附錄 1 攻讀碩士期間參加科研情況55

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