大规模风电项目开发及并网运营优化管理研究

【摘要】：随着社会经济的快速发展,生产生活对于能源的需求总量持续增长,资源环境对能源利用的约束作用也越来越强。大规模可再生清洁能源的开发及利用,为缓解能源可持续发展问题提供了坚实的基础。风能作为一种可再生清洁能源,近年来风电产业发展迅速,风电开发与利用规模不断扩大,风电开发及运营管理问题受到广泛重视。 我国风能资源丰富,开发规模增长迅速,但风电运营管理水平仍需不断提升,风能综合利用效率有待提高,先进的风电开发及运营管理理论方法需要不断完善与拓展。面对风电未来长期的发展规划及科学发展要求,深入研究风电资源开发利用、运营管理优化的科学方法,提供有效的管理策略与优化手段,具有较强的理论价值与实践意义。 本文为综合提高我国大规模风电开发及并网运营管理水平,开展了优化理论方法研究与实践分析,主要成果包括以下几个方面： (1)系统总结了大规模风电开发及并网运营现状与问题。介绍了我国风电发展并网运营的现状以及发展的主要趋势,总结了我国大规模风电发展的主要特点,挖掘了我国大规模风电发展存在的主要问题。 (2)深入挖掘了风电并网运营的风速预测理论方法。明确了风速预测对风电并网运营管理的重要意义,对风速预测的基本理论进行了分析,提出了一种改进的MV法优选组合模型,构建了优化的量子粒子群-径向基神经网络预测模型,结合实证研究验证了改进及优化模型的先进性,对比分析了不同模型的预测精度。 (3)对大规模风电并网可靠性问题进行了研究。从系统连续性、系统安全性和系统充裕性三个角度,提出了多维度并网风电场运营可靠性指标,应用蒙特卡洛模拟法进行了实证分析。 (4)从调度优化与减少弃风两个方面开展了风电并网运营优化管理研究。提出了一种风电-火电-水电联合调度模式,兼顾了节能减排-环境成本最低、经济效益提升-综合成本控制、安全稳定运行-旋转备用容量保障的基本要求,为综合优化风电并网的联合调度提供了一种分析方法手段；提出了通过风电与传统电源联合运行、风电与储能装置协调配合的减少弃风方式,为综合提升风电利用水平,提高综合效益提供了很好的借鉴。 (5)研究了风电并网运营优化效果综合评价问题。从技术性、经济性、社会性等三个方面构建了综合评价指标体系,运用德尔菲法协同层次分析法的评价模型进行了实证研究。 (6)针对我国大规模风电开发及并网运营的发展提出了建议措施。从构建科学的风电发展战略规划,持续提升我国风电管理创新、技术创新及并网运营管理水平,建立我国风电发展辅助服务体系等三个方面进行了深入剖析。 【关键词】：风电并网 运营优化 风速预测 可靠性分析 项目评价
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：F426.61;TM614
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 第1章 绪论17-27
• 1.1 研究背景及研究意义17-18
• 1.1.1 研究背景17-18
• 1.1.2 研究意义18
• 1.2 风电并网运营相关问题的研究动态18-22
• 1.2.1 国外风电并网相关问题的研究动态18-20
• 1.2.2 国内风电并网相关问题的研究动态20-22
• 1.3 风电项目综合评价的研究动态22-24
• 1.3.1 风电并网项目综合评价的发展历程22-23
• 1.3.2 综合评价方法的国内外研究动态23-24
• 1.4 论文研究内容及主要创新点24-27
• 1.4.1 研究内容24-26
• 1.4.2 主要创新点26-27
• 第2章 大规模风电开发及并网运营现状与问题分析27-53
• 2.1 风电发展的现状与趋势27-45
• 2.1.1 世界风电发展的现状27-33
• 2.1.2 我国风电发展的现状33-41
• 2.1.3 我国风电发展并网运营现状41-42
• 2.1.4 我国风电发展趋势42-45
• 2.2 我国大规模风电发展的特点分析45-47
• 2.3 我国大规模风电发展存在的主要问题47-52
• 2.3.1 大规模风电并网运营存在的主要问题47-50
• 2.3.2 风电产业发展存在的主要问题50-52
• 2.4 本章小结52-53
• 第3章 风电并网运营中的风速预测方法优化研究53-82
• 3.1 风速预测研究的意义53-54
• 3.2 风速预测的基本理论54-59
• 3.2.1 风与风速54-55
• 3.2.2 风速分布55-56
• 3.2.3 风速的变化特性56-57
• 3.2.4 风速预测的特点57-58
• 3.2.5 传统的预测方法综述58-59
• 3.3 MV法优选组合预测方法研究59-77
• 3.3.1 时间序列预测的基本原理59-64
• 3.3.2 灰色预测的基本原理64-65
• 3.3.3 MV法优选组合预测模型构建65-66
• 3.3.4 实证研究66-77
• 3.4 基于量子粒子群-径向基神经网络模型的风速预测方法研究77-81
• 3.4.1 量子粒子群-径向基神经网络预测模型构建77-80
• 3.4.2 实证研究80-81
• 3.5 本章小结81-82
• 第4章 大规模风电并网运营可靠性研究82-96
• 4.1 风电并网运营可靠性的影响因素分析82-85
• 4.1.1 风速大小83
• 4.1.2 风力发电机组输出功率83-85
• 4.1.3 风力发电机组随机停运85
• 4.2 风电并网运营可靠性的多维度评价指标研究85-87
• 4.2.1 风电场发电密集度85-86
• 4.2.2 风电场运行安全度86-87
• 4.2.3 风电场容量有效度87
• 4.3 风电并网运营可靠性的分析方法研究87-89
• 4.3.1 可靠性分析方法概述87-88
• 4.3.2 蒙特卡洛模拟法原理分析88-89
• 4.4 实证研究89-95
• 4.4.1 综合可靠性分析89-92
• 4.4.2 可靠性评价指标的敏感性分析92-95
• 4.5 本章小结95-96
• 第5章 基于联合调度与减少弃风的风电并网运营优化管理研究96-104
• 5.1 基于联合调度模式的风电并网运营优化管理研究96-101
• 5.1.1 风电并网联合调度模式研究的意义96-97
• 5.1.2 发电调度管理方法研究综述97-98
• 5.1.3 基于联合调度模式的风电并网运营优化研究98-101
• 5.2 基于减少弃风的风电并网运营优化管理研究101-103
• 5.2.1 风电与常规电源联合运行101-102
• 5.2.2 风电与储能装置协调配合102-103
• 5.3 本章小结103-104
• 第6章 风电并网运营优化效果综合评价研究104-123
• 6.1 综合评价指标体系构建的原则与流程104-105
• 6.1.1 指标体系构建的基本原则104-105
• 6.1.2 指标体系构建的流程105
• 6.2 风电并网运营优化效果综合评价指标体系构建105-113
• 6.2.1 技术性评价体系106-110
• 6.2.2 经济性评价体系110-112
• 6.2.3 社会性评价体系112-113
• 6.3 风电并网运营优化综合评价方法研究113-116
• 6.3.1 综合评价方法概述113-115
• 6.3.2 基于德尔菲法协同层次分析法的评价模型115-116
• 6.4 实证研究116-121
• 6.4.1 工程概况116-118
• 6.4.2 评价等级确定118
• 6.4.3 技术性评价分析118-119
• 6.4.4 经济性评价分析119-120
• 6.4.5 社会性评价分析120
• 6.4.6 综合评价分析120-121
• 6.5 本章小结121-123
• 第7章 风电开发及并网运营优化建议与措施123-133
• 7.1 构建科学的战略规划124-126
• 7.1.1 因地制宜发展风电124-125
• 7.1.2 协调风电发展与电网建设125-126
• 7.2 提升管理和创新水平126-130
• 7.2.1 形成管理创新及评价反馈机制126-127
• 7.2.2 提升技术研发水平127-128
• 7.2.3 加大引导和支持128-129
• 7.2.4 优化市场竞争体系129-130
• 7.3 建立辅助服务体系130-132
• 7.3.1 加强法制建设和行业监管130
• 7.3.2 构建公共服务体系130-131
• 7.3.3 建立标准制定服务体系131
• 7.3.4 培育风电金融保险市场131-132
• 7.4 本章小结132-133
• 第8章 结论与展望133-135
• 8.1 结论133-134
• 8.2 展望134-135
• 参考文献135-143
• 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果143-144
• 攻读博士学位期间参加的科研工作144-145
• 致谢145-146
• 作者简介146

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