热电厂蓄热消纳风电的经济性与调峰定价研究

【摘要】：近年来,伴随着风电的大规模发展,我国“三北”地区弃风问题越来越严重,如何消纳风电,已经成为当前研究的热点问题。热电厂配置蓄热可作为消纳弃风电力的可行方案,然而蓄热方案与当前应用较为普遍的抽水蓄能、风电供热两种弃风消纳方案相比是否具有经济优势、如何激励热电厂配置蓄热与风电场进行调峰交易,就成为有待研究的问题。为比较三种弃风消纳方案的优劣,本文建立了评价节煤效果和国民经济性的相关模型,并进行了理论与算例分析。结果表明,在当前“三北”地区严重弃风的情况下,三种弃风消纳方案均具有很好的节煤效果和国民经济性；但蓄热方案提供单位容量风电接纳空间的投资最少,而节煤效率(消纳单位弃风电量时的节煤量)最高：比抽蓄方案高约10%-20%,比风电供热方案高出约一倍,故而具有最好的国民经济性指标和承受未来弃风不确定性风险的能力。为激励热电厂配置蓄热与风电场进行调峰交易,本文设计了一种调峰定价机制,针对热电厂与风电场的调峰交易问题,分析了调峰合作的成本效益、投资模式以及整体和个体角度的发电权可行价格边界；针对投资风险问题,提出了分回收期内和回收期外二阶段进行发电权定价的方式；采用风险价值(Value at Risk, VaR)描述了调峰合作所面临的未来消纳弃风电量不确定风险。最后,算例分析了影响调峰合作的因素。研究表明,通过合理调峰定价方法,能够促使热电厂积极配置蓄热参与调峰以消纳弃风风力,达到热电厂和风电场的双赢。本文可为我国当前选择弃风消纳方案提供参考,亦可作为热电厂配置蓄热与风电场进行调峰交易时的参照依据。 【关键词】：弃风消纳 热电联产 蓄热 调峰 发电权定价
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621;TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-14
• 1.1.1 弃风限电现象严重10
• 1.1.2 弃风产生的原因10-12
• 1.1.3 消纳弃风的可行方案12-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.2.1 蓄热方案的研究现状14
• 1.2.2 应用激励机制研究现状14-15
• 1.3 蓄热方案消纳弃风有待研究的问题15-16
• 1.4 本文所做工作16-17
• 2 基于蓄热的热电厂消纳弃风原理17-24
• 2.1 抽汽式供热机组的工作原理及特性17-18
• 2.2 蓄热罐配置方案及工作原理18-20
• 2.3 配置蓄热后调峰能力分析20-21
• 2.4 蓄热方案消纳风电的基本原理21-23
• 2.4.1 汽轮机与蓄热罐配合运行原理21
• 2.4.2 蓄热前后汽轮机“以热定电”的电出力变化分析21-22
• 2.4.3 采用蓄热方案时系统接纳风电空间的变化22-23
• 2.5 含储热的电热综合调度模型23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 三种方案的节煤效果及国民经济性比较24-40
• 3.1 蓄热方案的节煤效果分析24-28
• 3.1.1 蓄热罐运行方式假设24
• 3.1.2 所消纳弃风的替代发电对象24-25
• 3.1.3 不考虑蓄热损失和水泵耗电时的节煤效果25-26
• 3.1.4 考虑蓄热损失和水泵耗电时的节煤效果26-28
• 3.2 抽水蓄能方案节煤效果分析28-29
• 3.2.1 只考虑下调峰作用时的节煤效果28-29
• 3.2.2 只考虑上调峰作用时的节煤效果29
• 3.2.3 同时考虑上调峰和下调峰作用时的节煤效果29
• 3.3 风电供热方案的节煤效果分析29-31
• 3.4 消纳弃风方案的国民经济性分析31-33
• 3.4.1 成本现值分析31-32
• 3.4.2 收益现值分析32
• 3.4.3 方案的国民经济性评价指标32-33
• 3.5 算例分析33-39
• 3.5.1 三种方案的基本参数33-35
• 3.5.2 三种方案的节煤效果及其国民经济性比较35-36
• 3.5.3 系统参数对节煤效果和国民经济性的影响36-39
• 3.5.4 各方案的应用分析39
• 3.6 本章小结39-40
• 4 配置储热的热电厂与风电场的调峰定价机制40-51
• 4.1 热电厂与风电场的合作模式40
• 4.2 热电与风电调峰交易的可行性分析40-43
• 4.2.1 调峰效益40-41
• 4.2.2 调峰成本41
• 4.2.3 整体分析41-42
• 4.2.4 个体分析42-43
• 4.3 调峰交易中发电权定价方式43-44
• 4.4 风险环境下的发电权定价方式44-46
• 4.4.1 风险的来源与描述44
• 4.4.2 风热双方对风险的评估方法44-45
• 4.4.3 基于VaR的发电权定价原理45-46
• 4.5 算例分析46-50
• 4.5.1 基础数据46
• 4.5.2 弃风严重程度对交易价格的影响46-47
• 4.5.3 风险态度交易价格的影响47-48
• 4.5.4 不同的投资模式对交易价格的影响48-49
• 4.5.5 考虑风险的两阶段发电权定价49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 结论51-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况56-57
• 致谢57-58

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