抽水蓄能—太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行可行性研究

【摘要】：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,不僅要求電力系統(tǒng)的供電量持續(xù)增加,對(duì)供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。為了彌補(bǔ)太陽(yáng)能發(fā)電的不足,保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,建設(shè)抽水蓄能電站越來(lái)越得到人們的共識(shí)。而且抽水蓄能電站能夠降低電力系統(tǒng)燃料消耗,改變能源結(jié)構(gòu),緩解發(fā)電與灌溉區(qū)的用水矛盾等。因此,本文提出蓄能電站—光伏電站聯(lián)合運(yùn)行發(fā)電,不但充分利用了太陽(yáng)能資源,結(jié)合抽水蓄能聯(lián)合發(fā)電,提高了發(fā)電質(zhì)量,保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。 首先,介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。由于太陽(yáng)光能量的變化無(wú)規(guī)律性、負(fù)載功率的不確定性以及太陽(yáng)電池特性的不穩(wěn)定性等因素的影響,因此太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),一般采用根據(jù)負(fù)載消費(fèi)量決定所需的太陽(yáng)電池容量的方法。而且本文將環(huán)境價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)引入光電行業(yè),相對(duì)與煤電評(píng)估光伏電站的減排污染物的環(huán)境價(jià)值。 其次,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了光伏系統(tǒng)發(fā)電功率的預(yù)測(cè)模型。影響光伏功率輸出的因素很多,本文在僅考慮光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度條件下,利用光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度的歷史數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)光伏電站實(shí)時(shí)發(fā)電功率,結(jié)果證明,預(yù)測(cè)精度滿(mǎn)足要求,而且如果增加影響因素約束,預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)更高。 最后,提出了系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。在考慮了電力系統(tǒng)并網(wǎng)要求,當(dāng)?shù)?4小時(shí)負(fù)載情況下,建立了使聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)獲得最優(yōu)收益的模型。該模型從聯(lián)合系統(tǒng)的角度出發(fā),利用抽水蓄能的調(diào)峰調(diào)頻作用,實(shí)現(xiàn)局域電網(wǎng)的電力調(diào)度,同時(shí)緩解了光伏系統(tǒng)輸出功率對(duì)局域電網(wǎng)的沖擊。充分考慮了該聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的約束條件,利用改進(jìn)的多目標(biāo)優(yōu)化方法NSGA-Ⅱ,在對(duì)比光伏電站獨(dú)立運(yùn)行發(fā)電出力情況,驗(yàn)證了抽水蓄能電站—光伏電站聯(lián)合系統(tǒng)在接入局域電網(wǎng)時(shí)能更安全可靠運(yùn)行,且能獲得更高收益。 通過(guò)以上研究,證明抽水蓄能電站—光伏電站聯(lián)合運(yùn)行能緩解光伏電站接入對(duì)局域電網(wǎng)的影響,靈活地為用戶(hù)提供較理想、可靠的電能,最大化地實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與水能資源的價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：抽水蓄能電站 獨(dú)立光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì) 環(huán)境效益 光伏功率預(yù)測(cè) 聯(lián)合運(yùn)行
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TV743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及其意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10-13
• 1.2.1 太陽(yáng)能研究動(dòng)態(tài)10-12
• 1.2.2 抽水蓄能研究動(dòng)態(tài)12-13
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 第2章 抽水蓄能基本知識(shí)15-22
• 2.1 我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展形勢(shì)15
• 2.2 抽水蓄能電站的工作原理15-16
• 2.3 抽水蓄能水泵-水輪機(jī)組16-19
• 2.3.1 水泵水輪機(jī)的發(fā)展16-17
• 2.3.2 可逆式水泵水輪機(jī)的發(fā)展17-18
• 2.3.3 水泵水輪機(jī)出力計(jì)算18-19
• 2.4 抽水蓄能電站靜態(tài)效益19-21
• 2.4.1 容量效益19-20
• 2.4.2 節(jié)煤環(huán)保效益20-21
• 2.5 小結(jié)21-22
• 第3章 光伏電站設(shè)計(jì)及環(huán)境效益22-40
• 3.1 太陽(yáng)能資源概述22-27
• 3.1.1 太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)22
• 3.1.2 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的影響因素22-24
• 3.1.3 中國(guó)太陽(yáng)能資源分布24-25
• 3.1.4 太陽(yáng)能光伏電池利用的歷史和現(xiàn)狀25-26
• 3.1.5 太陽(yáng)能發(fā)電理論26-27
• 3.2 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-31
• 3.2.1 設(shè)計(jì)及計(jì)算方法27-30
• 3.2.2 算例分析30-31
• 3.3 環(huán)境價(jià)值31-34
• 3.3.1 環(huán)境價(jià)值估算31-32
• 3.3.2 燃煤污染物排放量32-34
• 3.4 光伏功率預(yù)測(cè)34-39
• 3.4.1 光伏功率預(yù)測(cè)方法及影響因素35-37
• 3.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型37-39
• 3.5 小結(jié)39-40
• 第4章 抽水蓄能電站—光伏電站聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行40-51
• 4.1 聯(lián)合系統(tǒng)意義40
• 4.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法40-43
• 4.2.1 基于進(jìn)化算法的多目標(biāo)優(yōu)化算法41
• 4.2.2 NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化算法原理41-43
• 4.3 聯(lián)合系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)43-45
• 4.3.1 聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的工作原理43-44
• 4.3.2 聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型44-45
• 4.4 算例分析45-48
• 4.5 光伏系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的仿真計(jì)算48-49
• 4.6 抽水蓄能電站—光伏電站聯(lián)合運(yùn)行與光伏系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的結(jié)果比較49-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論與展望51-52
• 5.1 結(jié)論51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文57-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作58-59
• 致謝59

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