氢氧联合循环与风能耦合发电系统可行性分析

【摘要】：随着能源和环境问题的日益严重,人类开始大规模开发利用可再生清洁能源,风能作为一种绿色无污染的可再生能源,是当今最具开发前景的新能源之一。近年来,新能源发电系统迅速发展,它的并网运行对于缓解传统电网的供电压力,改善能源结构具有重要作用。这些能源表现出波动性和间歇性,给电网运行带来前所未有挑战。通过分析以清洁能源发电为主的分布式电源大量联网的局限性,结合微网技术,建立了氢氧联合循环与风能耦合发电系统。 一方面从系统构建方面进行研究,对制氢、制氧系统与氢氧联合循环耦合后的经济性与可行性进行了分析；另一方面从系统效率方面进行了研究,对整个互补式系统进行了效率分析,针对某实例风电场的真实日负荷运行曲线设定了氢氧联合循环发电系统的装机容量和相关运行参数,并对联合运行动态系统进行了建模,分析和比较了风电场在无储能系统、储能系统间歇运行和连续运行三种情景下的日运行情况,包括联合运行系统的发电负荷曲线、氢氧储量曲线等。结果显示,整个系统的平均能量转换效率可以达到40%以上,氢氧联合循环发电系统可以将间歇性的风电转化为稳定的电力输出,从而实现大规模风电并网发电,是解决清洁能源并网发电瓶颈的有效途径之一,具有可观的经济,社会和环境效益。 【关键词】：风能 氢氧联合循环 分布式发电 能源系统 可行性分析
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题的研究背景及意义9-15
• 1.1.1 世界风力发电现状9-12
• 1.1.2 国内风力发电现状12-15
• 1.1.3 储能技术对于实现风电并网的意义15
• 1.2 风电-储能技术联合运行研究现状15-16
• 1.3 课题研究的主要内容16-17
• 1.4 课题研究的主要创新点17-18
• 第2章 我国智能电网发展与储能系统研究现状18-30
• 2.1 智能电网的概念18-20
• 2.1.1 智能电网的特殊涵义18-19
• 2.1.2 智能电网包含内容19-20
• 2.2 我国智能电网现状20-22
• 2.2.1 大规模新能源发电及并网技术20-21
• 2.2.2 智能电网中分布式能源研究21-22
• 2.3 分布式能源中的储能系统22-28
• 2.3.1 压缩空气储能系统23-24
• 2.3.2 抽水蓄能系统24-25
• 2.3.3 电池储能系统25-26
• 2.3.4 超导储能系统26-27
• 2.3.5 其他储能系统27
• 2.3.6 储能系统效益分析27-28
• 2.4 智能电网中分布式能源设计存在问题28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 储氢-氢氧联合循环联合储能系统30-46
• 3.1 氢经济发展现状30-32
• 3.1.1 国外氢经济发展30-31
• 3.1.2 国内氢经济发展31-32
• 3.2 氢气生产、运输和储存环节32-36
• 3.2.1 氢气生产环节32-33
• 3.2.2 氢气运输环节33-35
• 3.2.3 氢气储存环节35-36
• 3.3 氢氧联合循环简介36-37
• 3.4 储氢-氢氧联合循环联合储能系统37-39
• 3.4.1 制氢-储能系统37-38
• 3.4.2 基于氢氧联合循环的储能系统38-39
• 3.5 联合储能系统的效率分析39-45
• 3.5.1 储氢-简单氢氧联合循环效率分析39-41
• 3.5.2 储氢-给水预热的氢氧联合循环效率分析41-43
• 3.5.3 储氢-给水预热并一次再热的氢氧联合循环效率分析43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 储氢-氢氧联合循环与风能耦合发电系统46-59
• 4.1 耦合发电系统的设计内容46-52
• 4.1.1 风电厂选择46-49
• 4.1.2 电解槽装置49-50
• 4.1.3 氢氧联合循环发电系统50-52
• 4.2 耦合发电系统的建模与分析52-54
• 4.2.1 模拟小电网外形52-53
• 4.2.2 耦合发电系统运行模型53-54
• 4.3 耦合发电系统运行方式54-58
• 4.3.1 间歇性运行方式55-56
• 4.3.2 连续性运行方式56-57
• 4.3.3 最优化运行方式57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 氢氧联合循环与风能耦合发电系统效益分析59-63
• 5.1 经济效益分析59-60
• 5.2 环境效益分析60-61
• 5.3 社会效益分析61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果69-70
• 致谢70

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