风电与抽水蓄能联合调峰机制研究

【摘要】：内蒙古风电装机比例逐年增加,冬季低谷“弃风”限电矛盾日益突出,风电的调峰问题亟待研究解决。对于当前严重的风电“弃风”问题,风蓄联合调峰是最有效的解决措施之一。然而,由于一方面抽水蓄能电站发电过程中有电能损失,有“四度换三度”的说法,另一方面蒙西地区风电上网电价为0.51元/千瓦时,而抽水蓄能电站上网电价不超过0.4元/千瓦时,因此,在没有实行峰谷电价的地区,抽水蓄能为风电调峰从经济上根本无法实现。为此,本课题研究风电场和抽水蓄能电站的联合调峰机制,解决风蓄联合调峰存在的问题,实现风蓄联合调峰的互济性。 论文首先研究了国内外的“弃风”现状及采取的风电消纳措施,分析了内蒙古风电的运行特性和抽水蓄能电站的运营模式及效益评价,总结出当前的上网电价制度和缺乏对抽水蓄能电站综合效益的补偿机制是实现内蒙古风电与抽水蓄能联合调峰所面临的主要问题；其次,基于内蒙古现有电价制度,从实用的角度,考虑多种因素,提出风电辅助服务补偿机制、采用差价合约模式和利用可再生能源发展基金划拨三种不同的补偿机制及其运作机理,以解决风电场和抽水蓄能电站调峰问题。通过研究得出了三种机制的调峰补偿标准和各种模式实现的条件和结果。一是将风电和抽水蓄能纳入辅助服务的运作机制中,提高对抽水蓄能电站的补偿标准,能够实现联合调峰的互济性,但会增加系统的总调峰成本；二是通过签订差价合约,分析了风电企业认购抽水蓄能电站的抽水电价波动范围以及实现联合调峰互济性的可能性和存在的问题；三是研究了基于可再生能源发展基金划拨的补偿机制对实现联合调峰的作用和面临的问题；最后,针对实际中遇到的各种问题,进一步提出了基于辅助服务、差价合约和可再生能源发展基金的组合补偿机制,更好地实现了风蓄联合调峰互济性的运作 总之,本文提出的辅助服务补偿机制、采用差价合约模式和利用可再生能源发展基金划拨三种补偿机制,都能解决风电场和抽水蓄能电站调峰问题,但考虑实际运营时可能会存在一定约束和问题。进一步提出的基于三种补偿机制的组合机制很好地克服了以上单一模式的问题,能够更好地解决风电场和抽水蓄能电站调峰问题；组合补偿机制的通用性较强,具有理论意义和实用价值。 【关键词】：风电 抽水蓄能 调峰 辅助服务 补偿机制
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TV743;TM614
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义9-11
• 1.1.1 课题的背景9-10
• 1.1.2 课题的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国内、外风电“弃风”现状及消纳措施11-13
• 1.2.2 风蓄联合调峰的研究现状及前景13-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 第二章 内蒙古风蓄联合调峰存在的问题分析16-24
• 2.1 蒙西风电的运行特性和风电消纳瓶颈16-19
• 2.1.1 蒙西风电的运行特性16-17
• 2.1.2 蒙西实现高风电消纳水平的瓶颈17-19
• 2.2 抽水蓄能电站的运营模式和效益分析19-21
• 2.2.1 抽水蓄能电站的运营模式19-20
• 2.2.2 抽水蓄能电站的经济效益评价20-21
• 2.3 内蒙古风蓄联合调峰存在的问题和可能的解决方案21-24
• 2.3.1 风蓄联合调峰存在的问题21-23
• 2.3.2 实现风蓄联合调峰可能的解决方案23-24
• 第三章 基于辅助服务的风蓄联合调峰机制24-33
• 3.1 辅助服务的定义与分类24-25
• 3.2 辅助服务的运作机制25
• 3.3 基于辅助服务的风蓄联合调峰机制设计25-31
• 3.3.1 含风电和抽水蓄能的辅助服务交易框架25-26
• 3.3.2 辅助服务的提供与调用26-27
• 3.3.3 辅助服务的补偿与考核27-29
• 3.3.4 辅助服务的计量与结算29-30
• 3.3.5 基于辅助服务的风蓄联合调峰机制的意义30-31
• 3.4 基于辅助服务的风蓄联合调峰机制经济性分析31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 基于差价合约的风蓄联合调峰机制33-41
• 4.1 电力差价合约概述33-36
• 4.1.1 差价合约的主体33
• 4.1.2 差价合约的主要内容33-34
• 4.1.3 差价合约的基本原理34-35
• 4.1.4 差价合约的意义35-36
• 4.2 基于差价合约的风蓄联合调峰机制36-37
• 4.2.1 风电认购抽水蓄能抽水电量36
• 4.2.2 合约电价的折抵机理36-37
• 4.3 风力发电的成本变化范围分析37-39
• 4.3.1 风力发电的成本构成37-38
• 4.3.2 风力发电成本变化范围分析38-39
• 4.4 基于差价合约的风蓄联合调峰机制经济性分析39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第五章 基于可再生能源发展基金的风蓄联合调峰机制41-48
• 5.1 可再生能源发展基金概述41-43
• 5.1.1 可再生能源发展基金的筹集和使用41-42
• 5.1.2 可再生能源电价附加的收取和分摊机制42-43
• 5.1.3 可再生能源电价附加收入现状43
• 5.2 基于可再生能源发展基金的风蓄联合调峰机制43-44
• 5.3 基于可再生能源发展基金的风蓄联合调峰机制经济性分析44-47
• 5.3.1 申请风电电价差额补贴资金的划拨44-45
• 5.3.2 申请可再生能源电价附加资金划拨45-47
• 5.4 本章小结47-48
• 第六章 组合调峰补偿机制的研究48-51
• 6.1 组合调峰补偿机制模型的建立48
• 6.2 组合调峰补偿机制的经济性分析48-50
• 6.3 本章小结50-51
• 第七章 结论与展望51-53
• 7.1 结论51-52
• 7.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 作者简介57

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