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一种适合于风电场的新型抽水蓄能装置的研究

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第一章 绪论

§1-1全球风能发展概况

§1-2我国风电发展概况

§1-3我国各地区风电场建设情况及遇到的问题

§1-4主要研究内容

第二章 大规模风电并网及有功波动的划分

§2-1大规模风电并网面临的主要问题

§2-2风电波动的时间特性

§2-3风电场所需蓄能容量的探讨

§2-4 本章小结

第三章 大功率储能技术比较

§3-1超导储能

§3-2超级电容储能

§3-3电化学储能

§3-4抽水蓄能

§3-5 飞轮蓄能

§3-6 本章小结

第四章 新型蓄能装置的研究

§4-1新型蓄能装置的概况

§4-2新型装置系统的电机功率流向

§4-3新型风电储能装置概念设计算例

§4-4新型系统部分仿真

§4-5本章小结

第五章 商业运行模式探讨

§5-1效益分析

§5-2 新型系统经济运行模式探讨

§5-3 本章小结

第六章 结论

§6-1 本文研究工作总结

§6-2展望

参考文献

致谢

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摘要

风能是目前发展最为迅速的新能源之一,但是,风电场输出功率的随机波动是风力发电的最主要特点,本文所研究的新型抽水蓄能装置的主要目地是平抑风电场的输出波动。
  新型抽水蓄能装置是以传统的抽水蓄能电站设计为基础,实行两套机组即抽水机组和发电机组,均采用无刷双馈电机,机组可以根据控制策略的不同,运行在超同步,亚同步,调相等状态。另外,新型抽水蓄能机组将无刷双馈电机的转子当做飞轮使其可以运行在飞轮状态。当风电场的输出功率是较小的瞬时波动时,机组会启动飞轮状态来平抑此波动;当波动较大且时间较长时,此装置会运行在抽水蓄能状态中。两种工况相互配合,从而达到合理平抑风电场输出功率的目的,提高了风电并网的安全性。
  本文首先分析国内外风电的发展现状,重点分析我国现阶段风电发展所面临的主要问题。根据分析研究,从时间段上划分了风电场波动,并给出对应时间段上所采取的相应的平抑措施;然后根据国内外的统计资料确定储能的容量等相关问题;第三章介绍目前比较成熟的储能技术,分析其优缺点,并讨论其是否适合风电场储能;第四章对新型抽水蓄能机组的各个工作状态的功率流向进行具体的分析。运用MATLAB仿真软件,对此新型抽水电机运行状态的转换进行仿真,也对小容量的风电场的运行进行了部分仿真。另外,根据实际风电场现状对抽水蓄能装置的上下库容量、流量等进行计算,最后对这个新型抽水蓄能装置的效益进行具体的分析。
  通过仿真,初步验证此新型抽水蓄能装置可以达到平抑风电场输出功率波动的目的,通过对其容量、流量、上下库容等计算验证了此装置的可行性。

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