风电优先调度下的电力系统能源效率分析

【摘要】：近年来,随着经济的快速发展,化石能源的负面影响日益凸显,风力发电作为一种清洁易得的可再生能源,成为了化石能源最重要的替代能源之一。中国政府已经出台了许多相关政策促进风电的快速发展,然而,由于风力发电的随机性和波动性,风电并网运行给电力系统带来一定的不利影响。因此,是否应大力促进风电等可再生能源的发展,社会各界还存在不同意见。例如,在风电优先调度对电力系统能源效率的影响方面就存在不同看法。一方面,风力发电作为一种可再生能源,风电并网节约了化石能源消耗,提高了系统能源效率；另一方面,风电并网后给系统带来了巨大的调峰压力和备用成本,降低了现有火电机组的能源效率。那么,风电并网对电力系统能源效率到底有什么影响、影响有多大?这就是本文要解决的问题。本文首先研究了中国风电优先调度的现状和存在的问题。根据中国的实际情况,提出了中国风电优先调度的目标和要求,总结了风电优先调度的管理现状和成就,并在此基础上指出了风电优先调度仍需解决的问题,从宏观角度分析了风电优先调度问题。其次,本文分析了风电优先调度对电力系统能源效率的影响机制。在介绍了电力系统能源效率内涵的基础上,依次分析了风电优先调度下系统燃料成本、火电机组调峰、预留旋转备用及风功率预测水平对系统能源效率的影响。再次,本文重点介绍了风电优先调度下以系统能源效率最高为目标的模型构建和实证分析过程。文章在考虑了风功率预测模型和基于概率的备用容量模型的基础上,构建了以能源强度为指标的目标函数；实证分析中选取了发电能耗、弃风率和能源强度三个指标进行,并在原情景下进一步增加了水电参与调峰和火电机组技术进步两种情景综合分析,结果显示随着风电并网比例的增加,系统发电能耗和能源强度会降低,但弃风率会增加。 【关键词】：风电并例 优先调度 能源效率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F426.61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 选题目的和意义10-12
• 1.2 文献综述12-16
• 1.2.1 常规火电机组调度的系统能源效率12-14
• 1.2.2 风电参与调度的系统能源效率14-16
• 1.3 研究内容及方法16-18
• 1.3.1 研究内容16-18
• 1.3.2 研究方法18
• 1.4 创新点和不足18-20
• 第2章 中国风电优先调度现状与存在问题20-25
• 2.1 中国风电优先调度目标与要求20-21
• 2.2 中国风电优先调度管理现状和成效21-22
• 2.3 中国风电优先调度仍需要解决的问题22-25
• 第3章 风电优先调度对电力系统能源效率影响机制分析25-31
• 3.1 电力系统能源效率的内涵25
• 3.2 风电优先调度对系统燃料消耗的影响25-27
• 3.3 风电优先调度对火电机组调峰的影响27-28
• 3.4 风电优先调度对预留旋转备用的影响28-29
• 3.5 风功率预测水平对电力系统实时调度的影响29-31
• 第4章 风电优先调度对电力系统能源效率影响的模型构建31-40
• 4.1 基于风电优先调度的系统能源效率优化模型构建思路31-34
• 4.1.1 中国含风电电力系统特点31-32
• 4.1.2 风电功率预测模型32-33
• 4.1.3 基于概率的备用容量建模33
• 4.1.4 能源效率优化模型构建思路33-34
• 4.2 能源效率优化模型目标函数的确定34-36
• 4.2.1 目标函数34-35
• 4.2.2 约束条件35-36
• 4.3 风电功率预测模型36-38
• 4.3.1 风电功率预测技术概况36
• 4.3.2 短期风电功率预测值36-37
• 4.3.3 中长期风电功率预测37-38
• 4.4 基于概率的备用容量模型38-40
• 第5章 计算结果及分析40-53
• 5.1 基于GAMS软件平台的模型求解过程40-41
• 5.1.1 GAMS软件的特点40
• 5.1.2 GAMS求解过程40-41
• 5.2 数据来源41-46
• 5.2.1 火电机组数据41-43
• 5.2.2 风电和负荷43-45
• 5.2.3 旋转备用数据45-46
• 5.3 计算结果及分析46-52
• 5.3.1 不同风电接入水平下的系统运行结果分析46-48
• 5.3.2 水电机组参与调峰的系统运行结果分析48-50
• 5.3.3 技术进步下的系统运行结果分析50-52
• 5.4 实证分析小结52-53
• 第6章 结论和政策建议53-56
• 6.1 主要结论53
• 6.2 主要政策建议53-54
• 6.3 研究展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果59-60
• 致谢60

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