风电的系统成本分析及分段价值发现研究

【摘要】：风电出力呈现波动性、反调峰特性,并入电网时不宜作为独立的电源,常需要其他常规电源平衡其波动,风电渗透率越高、波动程度越大,对常规电源的影响就越大。为准确衡量常规电源平衡风电波动所付出的成本,本文研究了风电系统成本(包括风电的自身发电成本和平衡成本)的计算方法。风电波动程度与几个或者多个时段的出力有关,因而其平衡成本或其品质受多个时段的出力变化影响,按分时竞价机制交易不利于实现电能品质的细分、不利于实现价值区分。同时,对于大规模风电,其出力曲线底部往往可形成品质好的持续稳定的电能,为充分利用优质风电、充分发掘不同分段风电的价值,参考分段竞价机制,本文研究了风电按品质分段的方法。主要内容与成果有：1.研究了风电系统成本的计算方法。为准确衡量风电并网后的真实成本,提出了风电系统成本的概念,包括风电自身发电成本和常规电源平衡风电波动带来的平衡成本,风电自身发电成本(不计及风电投资成本)很低其大小相对固定、且计算方法已有成熟的研究,不是本文的研究重心。风电的品质主要受平衡成本影响,为简化问题分析,本文不考虑风电自身发电成本(即将风电系统成本的计算问题转换为风电平衡成本的计算问题),着重研究风电平衡成本的计算方法：首先,将风电出力曲线等电量转换为顺负荷曲线,提出以等电量顺负荷曲线作为替代电源出力曲线的思想；其次,以经济调度为基础、采用C#调用成熟的商业优化软件CPLEX的求解方法,分别求解风电场景下和风电转换为替代电源场景下系统总成本,比对两者之差计算得到风电的平衡成本：最后,利用IEEE118节点系统进行了算例分析。结果表明：风电并网容量越大、风电的波动程度越大、风电与负荷变化的趋势越不相关,平衡成本越大。2.根据不同分段风电的平均平衡成本的不同(即风电品质的不同)以及大规模风电出力的特点,参考分段竞价机制,提出了风电按品质分段的方法。首先,以在某一确定的风电平均平衡成本下最大消纳风电为原则,建立了不同分段曲线的优化模型,并利用CPLEX以及粒子群算法对模型进行求解。最后,在IEEE118节点系统上进行了算例分析。结果表明,通过风电按品质分段正确区分了不同分段风电的价值。 【关键词】：风电 风电系统成本 风电平衡成本 风电分段价值 经济调度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景与意义9-13
• 1.1.1 国内外风电发展概况9-11
• 1.1.2 电接纳中面临的问题11-13
• 1.1.3 本文的研究目的13
• 1.2 风电系统成本分析研究现状13-14
• 1.3 分段竞价研究现状14-15
• 1.4 本文主要工作及工作安排15-17
• 第2章 基于经济调度的风电系统成本分析方法17-43
• 2.1 问题描述17-19
• 2.2 电系统成本的定义19-21
• 2.3 风电系统成本计算方法21-32
• 2.3.1 经济调度模型24-26
• 2.3.2 经济调度模型求解策略26-29
• 2.3.3 风电平衡成本计算策略29-31
• 2.3.4 算法实现31-32
• 2.4 算例分析32-41
• 2.4.1 算例系统32-34
• 2.4.2 结果与分析34-40
• 2.4.3 影响因素分析40-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第3章 大规模风电电能品质细分方法43-63
• 3.1 问题描述43-48
• 3.1.1 现行政策下风电交易中面临的问题43-44
• 3.1.2 分段竞价机制分析44-46
• 3.1.3 大规模风电电能分段的价值46-48
• 3.2 分段曲线寻找策略48-49
• 3.3 风电分段优化模型49-55
• 3.3.1 P1分段曲线优化模型49-50
• 3.3.2 P2分段曲线优化模型50-55
• 3.4 算例分析55-62
• 3.4.1 算例系统55-56
• 3.4.2 分段结果56-61
• 3.4.3 结果分析61-62
• 3.5 本章小结62-63
• 第4章 总结与展望63-65
• 4.1 工作总结63
• 4.2 进一步展望63-65
• 参考文献65-69
• 附录1 IEEE118节点系统中火电机组参数69-71
• 附录2 IEEE118节点系统中支路潮流上限71-77
• 附录3 IEEE118节点系统接线图77-79
• 攻读硕士学位期间取得的成果79-81
• 致谢81

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