發(fā)布時間：2019-11-24 13:27

【摘要】：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人類對于電能的需求量越來越大,造成的能源短缺、環(huán)境污染、氣候變化等問題日益嚴(yán)重,使得低碳化成為經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略目標(biāo),大規(guī)模發(fā)展清潔可再生能源是解決當(dāng)前能源、環(huán)境等挑戰(zhàn)的重要舉措和必然趨勢。近年來,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速,但是風(fēng)力發(fā)電具有季節(jié)性、間歇性以及隨機性的缺點,克服其波動性的影響,實現(xiàn)風(fēng)電的規(guī)模化并網(wǎng)仍是一個很大的難題。本文總結(jié)了風(fēng)電發(fā)展面臨的問題,對風(fēng)電、抽水蓄能電站及其聯(lián)合運行的原理、效益分析方法進行了介紹,論述了風(fēng)電與抽水蓄能聯(lián)合運行是解決當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)問題的重要手段。結(jié)合本人工作崗位所在的我國北方某地區(qū)電網(wǎng),運用基于機會約束規(guī)劃的自適應(yīng)協(xié)同進化算法理論,分別以系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益最大化為目標(biāo)建立了某擬建抽水蓄能電站和風(fēng)電場的聯(lián)合優(yōu)化運行模型,分析了該抽水蓄能電站的調(diào)峰填谷及風(fēng)電消納效益。結(jié)果顯示,系統(tǒng)在風(fēng)-蓄聯(lián)合運行下能取得較好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益,抽水蓄能電站使得風(fēng)電場輸出功率更為平滑,可控性大幅提高,改善了風(fēng)電輸出功率的波動性;在當(dāng)前峰谷電價政策下,風(fēng)-蓄聯(lián)合運行能夠減少棄風(fēng),提高風(fēng)能利用率,產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益;此外,風(fēng)-蓄聯(lián)合運行能夠改善系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu),帶來顯著的環(huán)境效益。因此,將抽水蓄能電站與風(fēng)電場進行聯(lián)合運行對解決當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)問題有著十分重要的意義,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>【圖文】：

隨著社會的進步，經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人類對于能源的需求越來越大，原始的化石能源存在資源有限性和環(huán)境破壞性。所以，需要大規(guī)模的發(fā)展和生產(chǎn)清潔可再生能源，清潔能源指的是風(fēng)能、潮汐能、勢能和太陽能等無污染的能源。我國有大量的風(fēng)電資源，，且有相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，可以利用風(fēng)能發(fā)電來改變以往電力對化石能源的依賴，減少使用化石能源能對改善環(huán)境有重要意義[1]。因此，在我國大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電是解決當(dāng)前能源挑戰(zhàn)的重要舉措和必然趨勢[2]。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，近些年來，我國風(fēng)電技術(shù)不斷提高，風(fēng)電發(fā)展的的形勢非常好, 年裝機容量快速增長[3]。由圖 1-1 可以看到，2000-2015 年，全球風(fēng)電裝機容量從 17.4GW 發(fā)展到 432.9GW，增加約 23 倍。2009-2013 年間，由于行業(yè)投資過剩、政府補貼減少和棄風(fēng)率的增加，我國風(fēng)電行業(yè)進入調(diào)整期；2014-2015 年，因中國市場“搶裝潮”的拉動，全球風(fēng)電市場重拾升勢[4]。2015 年國內(nèi)風(fēng)電新增裝機容量達(dá)到 30.5GW，創(chuàng)出新高并且連續(xù)六年領(lǐng)跑全球。據(jù)國家能源局的規(guī)劃，2016 年全國風(fēng)電開發(fā)建設(shè)總規(guī)模 30.8GW，略高于“搶裝潮”期的 2015 年的規(guī)模，預(yù)計風(fēng)電行業(yè)將依然維持高景氣度。根據(jù)國家能源局 2020 年能源需求預(yù)測的基準(zhǔn)方案，2020 年風(fēng)電裝機目標(biāo)是 2.1 億千瓦，平均每年新增裝機在 42GW，年均復(fù)合增速在 10.9%

圖 2-1 風(fēng)電與電力系統(tǒng)典型連接示意圖蓄能電站的原理蓄能電站主要包括上、下水庫、引水系統(tǒng)、廠房、抽水蓄能機機組）等部分[12]，典型抽水蓄能電站的工作原理如圖 2-2 所示水蓄能電站結(jié)構(gòu)圖。上水庫與下水庫可以利用天然的湖泊或者統(tǒng)用作上下水庫間水量的轉(zhuǎn)移管道及動力系統(tǒng)，上水庫一般庫以及天然湖泊；下水庫則大部分是利用已建或新建水庫和天利用海洋或河道的案例。將水資源送到電站的設(shè)施稱為抽水蓄是在水泵處于抽水工況時，抽送下水庫的水到上水庫，在水，將上水庫放出的水量輸送到下水庫；廠房是電廠的核心場所設(shè)備和其他重要的機電設(shè)備都安放在這里的。抽水蓄能機組心部分，有四機分置式（獨立的抽水機組和水輪發(fā)電機組）、水輪機用一臺可兼作電動機和發(fā)電機的可逆式電機串聯(lián)）、二機機和水泵兩用的可逆式水泵水輪機和可逆式電機同軸組成）。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM614;TM73

【參考文獻】

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本文編號：2565454