利用风电供暖的价值分析及优化调度模型研究

【摘要】：2013年底我国并网风电装机容量9000万千瓦,居世界第一,但由于市场规模较小、调风资源有限、跨区输电能力不足等原因造成弃风状况严重,弃风率超过10%,尤其是冬季夜间,大量风电由于无法消纳而被白白浪费。与此同时,我国北方城市供暖季节雾霾频发,严重影响了人民的生产生活,供暖地区面临着削减燃煤供暖排放的巨大压力,急需寻找清洁的可替代供暖途径。 本文提出将风电用于供暖,利用夜间风电作为供暖的主要能源,在消纳风电的同时满足城市供暖减排的目的。本文首先对风电供暖方式进行分析,在电锅炉、电热膜、热泵等电采暖热源中选择最适合风电的供暖热源,结合供暖区域特点在集中式与分散式中选择适合风电的供暖形式,得出风电供暖最优方式组合。其次建立风电供暖的价值分析模型,包括替代煤炭、天然气从而节约化石能源的能源价值；减少二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放的环境价值；增加风电上网电量、增加电网过网电量、减少用户用电成本的经济价值。再次,针对风电波动性、反调峰性及不可预测性建立风电供暖优化调度模型,模型以火电发电成本最小化为目标,以经验误差构建风电出力,以热源蓄热容量尽量消纳夜间低谷风电为运行模式。最后,利用所建模型对某地80万m2的供暖项目进行了算例分析,结果表明风电供暖可以大幅减少能源消耗和污染排放,具有一定的经济效益,同时能有效缓解弃风状况,在供暖负荷参与调度情况下可起到平稳负荷、转移负荷的作用,进一步提高风电上网能力。 【关键词】：风电 供暖 价值分析 优化调度 模型
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;TU832
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-14
• 1.1.1 我国风电发展现状及问题9-11
• 1.1.2 我国供热市场发展现状11-13
• 1.1.3 国内外电能供暖的经验13-14
• 1.2 风电供暖的研究现状14-16
• 1.2.1 风电供暖方式研究14-15
• 1.2.2 风电供暖价值研究15
• 1.2.3 风电供暖调度研究15-16
• 1.3 研究内容及创新点16-18
• 第2章 风电供暖方式选择分析18-27
• 2.1 风电供暖热源选择18-22
• 2.1.1 热泵供暖18-19
• 2.1.2 电热膜供暖19-20
• 2.1.3 空调供暖20
• 2.1.4 电锅炉供暖20-21
• 2.1.5 风电供暖热源选择21-22
• 2.2 电锅炉供暖式选择22-23
• 2.2.1 集中供暖22
• 2.2.2 分散供暖22-23
• 2.2.3 电锅炉供暖形式选择23
• 2.3 电极式锅炉与电阻式锅炉的技术比较23-24
• 2.4 供暖项目结算方式分析24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 风电供暖的价值分析模型27-35
• 3.1 风电供暖资源价值模型27-30
• 3.2 风电供暖环境价值模型30-32
• 3.2.1 燃煤机组污染物排放计算模型30-31
• 3.2.2 燃煤、燃气、燃油锅炉供暖污染排放计算模型31-32
• 3.2.3 风电供暖环境价值计算模型32
• 3.3 风电供暖经济价值模型32-33
• 3.4 本章小结33-35
• 第4章 风电供暖的优化调度模型及算法35-44
• 4.1 蓄热式电锅炉负荷预测模型35-36
• 4.2 风电供暖优化调度模型36-42
• 4.2.1 目标函数37
• 4.2.2 风电机组出力的约束条件37-38
• 4.2.3 火电机组出力约束条件38-39
• 4.2.4 蓄热式电锅炉负荷控制约束条件39-40
• 4.2.5 供暖系统约束条件40
• 4.2.6 风电出力优化模型40-42
• 4.3 风电供暖优化调度模型求解方法42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 风电供暖价值及优化调度算例分析44-53
• 5.1 项目概况及规模44
• 5.2 风电供暖项目价值分析44-48
• 5.2.1 资源价值分析44-45
• 5.2.2 环境价值分析45-47
• 5.2.3 风电供暖经济价值计算47-48
• 5.3 风电供暖项目优化调度分析48-52
• 5.3.1 基础数据48-49
• 5.3.2 供暖负荷需求预测及风电出力优化49-50
• 5.3.3 优化调度结果分析50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 结论与展望53-55
• 6.1 研究结论53-54
• 6.2 研究展望54-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作59-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

风电社会效益评价模型及实证研究    曾鸣;李洪东;范艳霞;

计及电动汽车和风电出力不确定性的随机经济调度    赵俊华;文福拴;薛禹胜;董朝阳;辛建波;

消纳大规模风电的热电联产机组滚动调度策略    陈建华;吴文传;张伯明;孙勇;

风电供热的价值与前景    杨建设;

国家能源局发布关于做好风电清洁供暖工作的通知    

风电-抽水蓄能联合系统的优化运行模型    谭志忠;刘德有;欧传奇;王丰;

计及风电成本的电力系统短期经济调度建模    任博强;彭鸣鸿;蒋传文;栾士岩;林海涛;李磊;赵岩;

几种能源供暖方式的技术经济比较    张治江,陶进,石久胜,张凤江,劳学竟

燃气锅炉集中供暖与分散式燃气壁挂炉供暖比较    易威;

考虑备用成本的含风电场短期经济调度    张燕;周明;

分时电价下PHEV智能集中充电策略    石磊;刘皓明;

电动汽车对电力系统的影响及其调度与控制问题    赵俊华;文福拴;杨爱民;辛建波;

区域电网电动汽车充电与风电协同调度的分析    于大洋;宋曙光;张波;韩学山;

基于排队论的电动汽车充电设施优化配置    李如琦;苏浩益;

实时电价下插电式混合动力汽车智能集中充电策略    邹文;吴福保;刘志宏;

计及可入网电动汽车的分布式电源最优选址和定容    刘志鹏;文福拴;薛禹胜;辛建波;G.LEDWICH;

光伏发电置信容量的研究现状与发展趋势    梁双;胡学浩;张东霞;王皓怀;方鑫;

计及可入网电动汽车的电力系统机组最优组合    陆凌蓉;文福拴;薛禹胜;辛建波;

混合式抽水蓄能电站优化调度策略    唐海华;黄春雷;丁杰;

对我国风电电价政策的分析与建议    王玉萍;赵媛;

基于拉格朗日松弛法的优化调度系统    赵庆波,孙岚,郭燕,高峰

含风电场电力系统经济调度的模糊建模及优化算法    陈海焱;陈金富;段献忠;

消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计    张伯明;吴文传;郑太一;孙宏斌;

消纳大规模风电的在线滚动调度策略与模型    沈伟;吴文传;张伯明;郑太一;孙宏斌;

用遗传算法解算机组组合的研究    蔡兴国,初壮

风力发电运行价值分析    周双喜;王海超;陈寿孙;

风电场风速随机性及容量系数分析    牟聿强;王秀丽;别朝红;徐林;朱卫平;

改进的拉格朗日松弛法求解机组组合问题    何小宇;张粒子;谢国辉;

热电联产分布式能源与能源节约    王振铭

公交优化调度模型    耿金花,尹涛,童刚

水库发电优化调度模型的对比研究    张雯怡,黄强,畅建霞

水库优化调度模型的改进    张玲;

水电站短期优化调度模型的探讨    唐明;马光文;陶春华;涂扬举;陈刚;

寺坪水电站优化调度模型    张云辉;田雨;雷晓辉;高力书;

电力系统经济优化调度模型分析与应用    韩竞;

平原灌注式水库优化调度模型    刘翠容 ,郑国瑛

水库隐性随机优化调度模型及应用    王丽萍,冯尚友

水电站(群)日优化调度模型需要考虑的两个问题    王旭东;

水电站实时优化调度模型及其应用    邱林

安康洪水优化调度模型及风险辨识的应用研究    巩琳琳;黄强;冯缠利;薛小杰;

水电厂年度发电量评价策略    邝录章;

湖州城区防洪优化调度模型的研究    苏锡祺;徐也平;叶贵汉;王兰生;

平原湖区除涝排水系统实时优化调度模型    王士武;白宪台;郭宗楼;

水电系统优化调度模型及方法研究    杨阳

水火风发电系统多周期联合优化调度模型及方法    葛晓琳

梯级电站群短期优化调度模型与定价方案选择    谢红胜

考虑大规模风电接入系统的发电优化调度模型及方法研究    李丰

水电站优化调度模型及其应用研究    张丽娜

水火电系统中期优化调度模型与应用研究    王静

应急救援血液优化调度模型与算法研究    秦晓燕

水火电短期优化调度模型和算法的研究    韩冬

水库水沙联合优化调度模型与评价方法研究    向腾飞

物流与配送管理的研究及系统实现    肖傲三