東北地區(qū)風(fēng)電供暖分析研究

【摘要】：隨著東北地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量的逐年增大，風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)給電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大影響。至2012年已經(jīng)帶來嚴(yán)重的棄風(fēng)問題，其中東北電網(wǎng)為棄風(fēng)限電“重災(zāi)區(qū)”。筆者結(jié)合東北電網(wǎng)風(fēng)電增長形勢，通過探究分析遼寧省風(fēng)電負(fù)荷特性、系統(tǒng)調(diào)峰能力，分析出東北地區(qū)風(fēng)電現(xiàn)狀不容樂觀而解決該問題最為實(shí)際的出路就是風(fēng)電供暖。國家能源局在2013年春節(jié)后緊急發(fā)布《關(guān)于做好2013年風(fēng)電并網(wǎng)和消納相關(guān)工作的通知》，并將風(fēng)電儲(chǔ)能和供暖系統(tǒng)作為重點(diǎn)。 基于此本文對風(fēng)電供暖系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析，通過前期的調(diào)研和綜合分析，筆者發(fā)現(xiàn)目前風(fēng)電供暖系統(tǒng)尚處于起始階段，關(guān)鍵的技術(shù)有待進(jìn)一步調(diào)查，關(guān)鍵設(shè)備有待研發(fā)和引進(jìn)，并得出風(fēng)電供暖的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)在于儲(chǔ)能和熱能效率。同時(shí)筆者分析得出風(fēng)電供暖的發(fā)展將成為制約風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)展的最關(guān)鍵因素，由于時(shí)間所限調(diào)整研究方向，因此筆者后期將進(jìn)一步重點(diǎn)通過文獻(xiàn)綜述分析國內(nèi)外風(fēng)電供暖關(guān)鍵技術(shù)和核心關(guān)鍵設(shè)備，并擬依據(jù)東北電網(wǎng)供暖試點(diǎn)系統(tǒng)所需解決問題和思路引起關(guān)聯(lián)設(shè)備作為解決依據(jù)，并將進(jìn)一步探究更佳的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)解決方案。 風(fēng)電棄風(fēng)問題是世界風(fēng)力發(fā)電共同面臨的難題。本文著重分析了東北電網(wǎng)風(fēng)電棄風(fēng)量的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)棄風(fēng)嚴(yán)重期與城市冬季供暖期在時(shí)間上吻合。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了將目前棄風(fēng)電量能夠?yàn)榧泄┡到y(tǒng)提供的供熱能力，和改造現(xiàn)有系統(tǒng)的復(fù)雜程度，證明在東北地區(qū)實(shí)施風(fēng)電供暖的可行性。并結(jié)合東北地區(qū)現(xiàn)有的集中供暖設(shè)備以及并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組，建立了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，并用Simulink仿真證實(shí)了方案的可行。提出相應(yīng)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)改造方案及微網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施方案，使風(fēng)能利用率得到進(jìn)一步提高，并建立了區(qū)域式供暖的模型。雖然通過模型分析風(fēng)電供暖項(xiàng)目目前在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上沒有可行性，但綜合考慮環(huán)境因素和治污費(fèi)用上，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，通過國家和部分省市的政策來看，未來將有長足的發(fā)展空間。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電并網(wǎng) 東北電網(wǎng) 棄風(fēng) 風(fēng)電供暖 熱能效率
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU832;TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及其意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)11-16
• 1.2.1 風(fēng)電發(fā)展趨勢研究12-13
• 1.2.2 風(fēng)電發(fā)展的市場經(jīng)濟(jì)分析13
• 1.2.3 風(fēng)電發(fā)展國家策略分析13-15
• 1.2.4 我國風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)狀分析15
• 1.2.5 風(fēng)電消納能力分析15-16
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電與風(fēng)電供暖的基本原理18-29
• 2.1 風(fēng)電基本理論18-24
• 2.1.1 風(fēng)電主要系數(shù)18-19
• 2.1.2 最大風(fēng)能利用率 Betz 理論19-20
• 2.1.3 動(dòng)量-葉素理論20-22
• 2.1.4 最大風(fēng)能利用系數(shù)（Cpmax）追蹤22-24
• 2.2 風(fēng)力機(jī)主要組成部分24-26
• 2.2.1 風(fēng)輪系統(tǒng)24
• 2.2.2 齒輪箱24
• 2.2.3 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)24-25
• 2.2.4 控制系統(tǒng)25
• 2.2.5 偏航系統(tǒng)25
• 2.2.6 解纜系統(tǒng)25-26
• 2.2.7 塔架26
• 2.3 集中供暖基本原理26-28
• 2.3.1 集中供暖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)26-27
• 2.3.2 熱源中心27-28
• 2.3.3 熱網(wǎng)系統(tǒng)28
• 2.3.4 終端用戶28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 東北地區(qū)風(fēng)電供暖可行性分析29-33
• 3.1 東北電網(wǎng)電量形勢分析29-30
• 3.2 東北電網(wǎng)風(fēng)電負(fù)荷及棄風(fēng)狀況分析30-31
• 3.3 東北地區(qū)風(fēng)電供暖能力分析31-32
• 3.4 對原有供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造的可行性分析32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 風(fēng)電供暖系統(tǒng)改造研究33-49
• 4.1 非并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)改造33-34
• 4.2 混合儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)改造34-47
• 4.2.1 風(fēng)能模型34-37
• 4.2.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)模型的分析37-41
• 4.2.3 非并網(wǎng)風(fēng)電的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)41-42
• 4.2.4 非并網(wǎng)風(fēng)電混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真分析42-47
• 4.3 東北地區(qū)供暖體系現(xiàn)狀47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 東北電網(wǎng)風(fēng)電供暖實(shí)施方案49-54
• 5.1 分布式風(fēng)光儲(chǔ)能一體化微網(wǎng)系統(tǒng)49-50
• 5.2 風(fēng)電供暖體系供熱系統(tǒng)架構(gòu)圖50-51
• 5.3 風(fēng)電供暖試點(diǎn)工藝及設(shè)備選型51-52
• 5.4 風(fēng)電供暖體系經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析52-53
• 5.5 結(jié)論53-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58-59
• 致謝59

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