基于功率波动的风电上网电价及调控策略研究

【摘要】：风能是一种可再生绿色清洁能源,但风电存在随机性、间歇性和不确定性的特点,不仅带来电网运行控制的调峰、调频、调压等技术问题,还面临与现有电力市场规则融合的经济问题。 针对风电场不稳定的输出功率馈入电网问题,总结分析了不同风电价格规制及其调控成本分摊模式,研究混合储能系统平抑风电场输出功率波动的机理及对上网电价的影响,提出一种基于功率波动的风电上网电价模型和优化调控策略。 首先,采用风电场典型经济模型和项目投资经济效益决策模型,评价分析现行标杆电价下国内相关风电项目的投资回报率。以四个不同区域内的标杆电价、年等效满负荷小时数为变量,内部收益率为目标函数,联合敏感性分析,计算典型风电场的经济数据。 其次,提出了一种基于修正标杆电价和功率波动系数的风电上网电价规制方法。以合理的内部收益率修正现行标杆电价,并根据电网公司对1min和10min内风电并网功率波动最大变化率的限定,提出可反映并网功率平稳度和实时功率预测准确性的评价指标,制定功率波动系数,建立了考虑合理标杆电价和功率波动系数的风电上网定价模型。风电场可通过使用储能技术提高输出功率稳定性,获得较大的功率波动系数和更多价格补贴。 应用超级电容器和蓄电池,构建具有多特征参数的风电混合储能系统,并设计了该系统的配置方式和协调控制方法。基于Matlab/Simulink仿真平台,研究不同特征参数控制下的风电系统优化方案。结合风电上网电价模型,提出一种考虑平抑功率波动的优化调控策略,建立了可反映系统参数与功率评价指标、调控成本、上网电价关系的模型。 通过Matlab编程,建立基于最小二乘支持向量机的风电优化调控策略模型,采用量子粒子群算法优化该非线性回归模型的参数,并对该模型的目标函数进行寻优,得到最佳系统参数组合下的最优工作特性。相关的算例结果及经济性分析,验证了所提优化调控策略的可行性。 【关键词】：风电功率波动 上网电价 优化调控策略 内部收益率 混合储能系统 最 小二乘支持向量机 量子粒子群
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• CONTENTS11-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 课题研究的背景及选题意义14-15
• 1.2 风电价格规制的研究现状15-18
• 1.2.1 不同国家的风电价格规制15-17
• 1.2.2 不同电价规制下的调控成本分摊17-18
• 1.3 风电功率波动对电网运行控制的影响18-20
• 1.4 储能技术在风电功率优化调控中的应用20-22
• 1.5 本文的主要研究工作与安排22-24
• 第二章 风电场经济与评价模型24-38
• 2.1 风电场经济模型24-27
• 2.1.1 现行标杆电价24
• 2.1.2 风电投资总额24-26
• 2.1.3 风电总成本费用26-27
• 2.1.4 风电销售及利税27
• 2.2 项目经济效益评价指标与不确定性分析27-33
• 2.2.1 投资项目经济评价27-29
• 2.2.2 投资内部收益率29-31
• 2.2.3 不确定性与风险分析31-32
• 2.2.4 敏感性分析32-33
• 2.3 算例分析33-37
• 2.3.1 自有资金现金流量计算33-34
• 2.3.2 内部收益率和敏感性分析34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 基于功率波动系数的风电上网电价研究38-49
• 3.1 考虑内部收益率的标杆电价修正38
• 3.2 风电功率波动系数的引入38-42
• 3.2.1 风电功率波动特性39-40
• 3.2.2 风电并网功率平稳度的评估指标40-41
• 3.2.3 风电实时功率预测准确性的评估指标41-42
• 3.3 风电上网电价定价模型42-43
• 3.4 算例分析43-44
• 3.4.1 不同评估指标下功率波动系数43-44
• 3.4.2 不同控制变量下风电场实时电价44
• 3.5 利用储能技术提高功率波动系数的方法44-48
• 3.5.1 基于滤波原理平抑风电功率波动45-46
• 3.5.2 储能系统抑制风电功率波动原理及容量选取46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 基于功率波动平抑的风电优化调控策略49-62
• 4.1 构建平抑功率波动的风电系统49-51
• 4.1.1 混合储能系统的配置方式49-50
• 4.1.2 混合储能系统的控制策略50-51
• 4.2 算例分析51-54
• 4.2.1 风电系统数据51-52
• 4.2.2 风电系统优化输出效果分析52-54
• 4.3 基于功率波动平抑的风电优化调控策略54-61
• 4.3.1 调控策略核心思想54-55
• 4.3.2 系统参数—评估指标的短期模型55-56
• 4.3.3 系统参数—调控成本的长期模型56-59
• 4.3.4 系统参数—上网电价的长期模型59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 基于QPSO-LSSVM的风电优化调控策略模型62-78
• 5.1 建立QPSO-LSSVM调控成本分摊策略回归模型62-69
• 5.1.1 支持向量机的理论基础62-64
• 5.1.2 基于LSSVM的回归模型64-66
• 5.1.3 支持向量机核函数的选择66-67
• 5.1.4 QPSO优化LSSVM模型参数67-69
• 5.2 对回归模型寻优的Matlab实现流程69-71
• 5.3 算例分析71-77
• 5.3.1 获取建模数据71-73
• 5.3.2 建立QPSO-LSSVM调控成本分摊策略模型73-74
• 5.3.3 基于QPSO的调控成本分摊策略模型最优解74-75
• 5.3.4 最优工作特性及经济性分析75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 总结与展望78-80
• 参考文献80-84
• 攻读学位期间所取得的科研成果84-86
• 致谢86

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