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新能源的互补运行与储能优化调度

作　者: 陈丽媛
导　师: 辛焕海
学　校: 浙江大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 新能源风光水储互补运行储能优化调度安全约束机组组合
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

全球的能源问题越来越突出,成为限制经济发展的一大因素,如何有效利用风能、太阳能、水能等清洁可再生的能源也越来越被人们重视。风光水互补发电系统利用三种能源的互补性使系统功率输出更加稳定。另外,储能系统凭借其可充可放的运行特性,能有效克服可再生能源发电系统的不确定性。首先,本文提出了风光水互补发电系统的调度策略,力求对上述系统的稳定、经济运行做出贡献。在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网两种运行方式的前提下,本文首先建立了最低成本的优化模型。在此基础上,进一步提出了风光水互补发电系统的调度策略,实现了三种新能源输出功率的最佳配置。最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。再次,本文提出了一种基于场景优化的储能优化调度及安全约束机组模型。目的在于使能耗最小化,并满足电网安全约束、做好储备计划以及调度约束方案。另外,风力波动的不确定性是通过蒙特卡洛仿真和拉丁超立方体技术来模拟的。之后我们利用一种可计算的、混合整数线性规划算法来有效的解决模型问题。最后,我们用IEEE3机6节点和10机39节点系统来对这种模型进行测试,其结果能够对所提出的模型在获得优化储能能力、经济调度和机组组合等方面进行阐述。最后,本文新能源互补运行和储能优化调度进行了总结和展望。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
    1.1.1 我国能源安全面临的问题  10
    1.1.2 新能源产业的现状  10-11
  1.2 各新能源发电现状  11-14
    1.2.1 风力发电现状  11-12
    1.2.2 光伏发电现状  12-13
    1.2.3 水力发电现状  13-14
  1.3 新能源互补运行的研究现状  14-17
    1.3.1 风光柴互补发电系统  15
    1.3.2 风光互补发电系统  15-16
    1.3.3 风水互补发电系统  16-17
  1.4 考虑新能源不确定性的储能优化调度  17-18
    1.4.1 国内外储能优化调度的研究现状  17
    1.4.2 储能备用分类及研究方法  17-18
  1.5 本文主要研究内容  18-20
第2章风光水储相关理论  20-25
  2.1 风力发电基本理论  20-21
    2.1.1 风力资源的特点  20
    2.1.2 风机功率输出模型  20-21
  2.2 光伏发电基本理论  21-22
  2.3 水力发电基本理论  22-23
  2.4 蓄电池基本理论  23
  2.5 互补运行基本原理  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章风光水储互补运行  25-33
  3.1 风光水互补发电系统的结构  25
  3.2 调度策略  25-27
    3.2.1 目标函数  26-27
    3.2.2 约束条件  27
  3.3 仿真分析  27-30
    3.3.1 并网运行  27-29
    3.3.2 孤网运行  29-30
  3.4 敏感度分析  30-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章考虑风力不确定性的储能优化调度  33-48
  4.1 风电功率的不确定性及其场景树描述  33-36
    4.1.1 场景产生  33-35
    4.1.2 场景缩减  35
    4.1.3 场景树的形成  35-36
  4.2 问题的建模及解决方案  36-39
    4.2.1 目标  36-37
    4.2.2 约束条件  37-38
    4.2.3 问题的线性化与解决  38-39
  4.3 实际算例分析  39-47
    4.3.1 3机6节点  39-46
    4.3.2 10机39节点  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章结论与展望  48-50
  5.1 全文总结  48
  5.2 工作展望  48-50
参考文献  50-54
攻读硕士学位期间发表的学术论文  54

新能源的互补运行与储能优化调度

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