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风力发电、抽水蓄能、传统发电联合系统的运行调度研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 世界及国内风电开发现状

1.3 风电—抽水蓄能系统的开发与研究现状

1.4 论文主要内容

1.5 本章小结

第二章 联合供电系统的相关理论和研究

2.1 风力发电基本理论

2.2 抽水蓄能技术基本理论

2.2.1 抽水蓄能机组

2.2.2 抽水蓄能电站的组成和原理

2.2.3 抽水蓄能电站的分类

2.3 联合系统调度分析

2.4 风电—抽水蓄能联合系统

2.5 风电—抽水蓄能联合系统的模拟

2.6 本章小结

第三章 风电—抽水蓄能联合系统的数学建模及运行策略

3.1 系统假设

3.2 模型的建立

3.2.1 系统供需平衡模型

3.2.2 抽水蓄能系统的建模

3.3 联合系统调度运行策略

3.3.1 单独风电场供电策略

3.3.2 风电—抽水蓄能联合系统供电策略

3.3.3 抽水蓄能调频的运行策略

3.4 联合系统调度计算方法及流程

3.4.1 联合系统调度计算方法

3.4.2 联合系统调度计算流程

3.5 实际运行数据收集

3.5.1 可利用风能与日负荷曲线

3.5.2 默认运行参数值

第四章 风电—抽水蓄能联合系统运行计算和功能验证

4.1 单独风电系统计算

4.2 风电—抽水蓄能联合系统计算

4.3 日负荷曲线分析

4.4 系统重要值横向比较

4.5 本章小结

第五章 风电场中抽水蓄能调频的研究计算

5.1 验证计算

5.2 风力单独供电且火电调频计算

5.3 风电—抽水蓄能联合系统调频研究计算

5.4 数值比较

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 结论归纳和创新点

6.2 未来展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢

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摘要

近年来,能源危机、生态破坏和人口拥挤等问题日益凸显,世界各国都着力开发可再生能源。随着风力发电技术的发展,其发电质量与装机容量都在不断增高。但是,由于风能的间歇性和不稳定性,部分风电场已有不同程度的弃风现象出现,造成了资源的浪费。
   抽水蓄能与风电场的有机联合,可提高风电的利用率,并平抑其间歇性与不稳定性。目前抽水蓄能电站主要用于部分电网的削峰填谷,或针对一种供电比例下的一个风电场的运作模式进行研究。本文将扩宽研究的对象范围,研究多种供电比例下不同风电场的具体运行状况。首先,对各种抽水蓄能模型进行完善,设计出考虑诸多运行限制的新模型,更为实用和全面。然后,针对四个风电场在多种供电比例下的各种调度方案进行仿真计算,得到风电利用率、各部分出力、抽水和发电水量等表征量,分析、比较四个风电场中的运行数据,验证了抽水蓄能具有大幅度提高风电利用率、削峰填谷、提高系统稳定性等作用,而且具有普遍的适用性。另外,研究证明:不同风电场中,通过计算制定出适当的调度方案,可以优化抽水蓄能或者联合系统的运行状况。
   在此基础上,对抽水蓄能承担调频任务进行了仿真计算。首先,选择其中一个风电场,对其进行数据密集化处理,使其更为符合实际状况,并提出针对于数据预测值和负荷值之间差额的四种调频模式。第二步对这四种调频模式进行调度仿真计算,得到风电利用率、抽水蓄能运行参数等数据。最后,画出传统火力发电出力曲线,计算其方差,衡量出力的波动性大小,并绘出抽水蓄能在四种模式下的水量变化曲线,分析并得到抽水蓄能调频有小幅度提高风电利用率、提高系统运行稳定性的作用。
   研究证明,抽水蓄能在风电、抽水蓄能、传统火电联合系统的具体调度中,有着比较明显的作用,不但可以提高效率,还可以增强整个系统运行的稳定性。抽水蓄能技术受到的关注越来越多,在进一步加深原本功能的基础上,我们也应该能开发其他的作用,这对于提高能源利用效率,进而减缓全球的能源、生态和人口问题都具有重要意义。

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