抽水蓄能、风力和光伏电站群联合运行研究

【摘要】：风能、太阳能等可再生能源都是受天然条件制约的间歇性随机性能源,大规模发展风能、太阳能会对电力系统产生较大影响,配套建设抽水蓄能电站,可将随机性电源转化成可靠电源,有效降低对电网的影响。本文主要探讨配套建设抽水蓄能电站技术经济上的可行性。 本文首先分析了抽水蓄能电站工作特性,风电场和光伏电站出力特性和风光互补特性。提出在风电和光伏发电互补的基础上,配置抽水蓄能电站,组成抽水蓄能电站与风电场和光伏电站联合发电的运行模型。为了能够更有效地提高风力发电和光伏发电的稳定性和调度性,需要预报提前一段时间内的风电场和光伏电站的输出功率,采用支持向量机方法预测了光伏发电系统短期输出功率,并取得了较好的预测效果。基于特性分析和功率预测,研究联合运行系统内部抽水蓄能电站的运行规划问题,以联合运行系统效益最大化为目标函数,考虑抽水蓄能电站的库容、电网传输能力等约束条件,建立抽水蓄能电站调度的数学模型,采用遗传算法,研究了联合运行系统中抽水蓄能电站的调度问题。本文最后针对联合模型的特点,采用机会成本的方法,分析抽水蓄能电站的替代效益,定性和定量地分析了静态效益和动态效益。 模型结果表明抽水蓄能同风电、光伏发电的联合运行是开发利用风能资源、太阳能资源的有效途径,不但提高了风电场、光伏电站的效益,同时实现了平滑风电场、光伏电站的功率输出,具有可观的经济效益和社会效益。 【关键词】：抽水蓄能电站 光伏电站 风电场 联合运行
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TV743
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-12
• 1.1.1 我国水电发展现状9-10
• 1.1.2 我国风电发展现状10-11
• 1.1.3 我国太阳能开发利用现状11
• 1.1.4 联合优化运行的意义11-12
• 1.2 蓄能装置的必要性及蓄能方式12-14
• 1.2.1 蓄能装置的必要性12
• 1.2.2 主要的蓄能方式12-13
• 1.2.3 大规模储能技术对比13-14
• 1.3 国内外研究动态14-15
• 1.3.1 常规水电站与风电场的联合运行14
• 1.3.2 抽水蓄能电站与风电场的联合运行14-15
• 1.3.3 抽水蓄能电站与光伏电站的联合运行15
• 1.4 论文的主要内容15-16
• 第2章 联合运行系统的结构16-22
• 2.1 抽水蓄能电站16-19
• 2.1.1 抽水蓄能电站的工作原理16-17
• 2.1.2 抽水蓄能电站的开发方式和分类17-19
• 2.2 风力发电场19-20
• 2.3 光伏电站20
• 2.4 联合运行系统的工作原理20-21
• 2.5 小结21-22
• 第3章 出力特性分析及功率预测22-44
• 3.1 抽水蓄能电站的工作特性22-26
• 3.1.1 运行灵活性和可靠性22
• 3.1.2 运行工况多22-23
• 3.1.3 转换特性23-24
• 3.1.4 在电力系统的作用24-26
• 3.2 风电场出力特性26-28
• 3.3 光伏电站出力特性及功率预测28-42
• 3.3.1 光伏发电出力特性28-31
• 3.3.2 光伏电站发电功率预测31-42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 抽水蓄能、风力和光伏电站群联合优化运行44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 联合运行的数学模型44-46
• 4.3 遗传算法的理论基础46-52
• 4.3.1 遗传算法的基本思想46-47
• 4.3.2 编码方法47
• 4.3.3 适应度函数47-48
• 4.3.4 遗传操作48-50
• 4.3.5 约束条件的处理方法50-52
• 4.4 遗传算法的实现52-53
• 4.4.1 基本遗传算法实现步骤52
• 4.4.2 改进遗传算法52-53
• 4.5 算例分析53-56
• 4.5.1 模型参数设置54-55
• 4.5.2 结果分析55-56
• 4.6 抽水蓄能电站效益分析56-59
• 4.6.1 抽水蓄能电站的静态效益56-58
• 4.6.2 抽水蓄能电站的动态效益58-59
• 4.7 小结59-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 结论与创新点61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作68-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

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