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智能电网中蓄电池储能的价值评估研究
作 者: 颜志敏
导 师: 王承民
学 校: 上海交通大学
专 业: 电气工程
关键词: 智能电网 蓄电池储能 价值评估 粒子群算法 风电
分类号: TM76
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
储能技术已被视为电力系统运行过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分。引入储能环节后,可以有效地实现需求侧管理,减小昼夜间峰谷差,调节负荷。一方面可以有效地提高电力设备的利用率,降低供电成本;另一方面可以促进可再生能源的利用。储能技术也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术的应用给传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革,而蓄电池储能作为技术成熟、调节性能优异的一种储能技术受到了人们的广泛关注。对蓄电池储能技术进行价值评估,目的是建立其多方面价值的评估模型、通过优化运行确定其最佳应用规模并对其经济性进行分析。应用于电网中不同的场合,针对不同的投资主体而言,其主要的价值方面是不同的,所以需要分别进行建模评估。国内相关方面的研究还很少,而国外的研究文献计及的储能价值方面不够全面,比如未计及降低网损费用和减少缺电损失等。本论文更加全面地对蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)应用于配网中、用户侧和风电场等三个主要场合的价值展开研究,价值评估模型主要以年净收益最大为目标,结合蓄电池充放电特性建立约束条件,采用粒子群算法分别对算例进行求解。BESS应用于电网侧可以延缓电网升级投资、节省网损成本、低储高发套利、作为分布式电源的备用容量和降低电网可靠性成本;应用于用户侧,主要用于调节负荷(Load Leveling,LL)和作为不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS),所以其主要的价值方面包括减少用户所需建设的配电容量、低储高发节省电费、降低配变损耗费用和降低缺电损失;而应用于风电场中,其主要的价值在于减少所需建设的并网通道容量、减少风电场所需备用容量、峰谷电价下通过储能时移(将谷荷时的部分电量转移到峰荷时)增加发电商的卖电收入,在建立年净收益目标模型的同时考虑储能系统对风电场的调节,以风电场输出功率波动指标为目标函数,采用隶属度函数方法对多目标优化模型进行单一化。本文在以前的研究成果的基础上,对蓄电池储能的价值进行了更加全面的评估,为该项技术的应用推广提供参考。
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全文目录
摘要 5-7 ABSTRACT 7-12 第一章 绪论 12-16 1.1 蓄电池储能的价值评估的目的与意义 12-13 1.2 蓄电池储能的价值评估的研究状况 13-15 1.3 本文的主要工作 15-16 第二章 蓄电池储能技术介绍 16-30 2.1 几种主要蓄电池储能技术的特点 16-18 2.2 蓄电池储能在电网中的作用 18-23 2.3 BESS 应用模式 23-25 2.4 BESS 的安装场景 25-27 2.5 国内外蓄电池储能技术的应用现状 27-30 第三章 配网中BESS的价值评估 30-49 3.1 储能系统价值分析及建模 30-37 3.1.1 延缓电网升级投资 30-32 3.1.2 降低线路网损成本 32-33 3.1.3 低储高发套利 33-35 3.1.4 减少分布式发电所需的备用容量 35-36 3.1.5 减少电网可靠性成本 36-37 3.2 投资成本分析[8] 37-38 3.3 储能系统总价值评估模型 38-40 3.4 结合混合罚函数的粒子群优化算法[38] 40-44 3.4.1 混合罚函数 41-42 3.4.2 粒子群优化算法 42-44 3.5 算例分析 44-48 3.6 本章小结 48-49 第四章 用户侧BESS的价值评估 49-59 4.1 用户的收益分析建模 49-54 4.1.1 减少用户所需建设的配电容量 49-50 4.1.2 减少用户基本电费 50-51 4.1.3 减少用户电量电费 51-52 4.1.4 降低用户配变损耗费用 52 4.1.5 降低用户停电损失费用 52-54 4.2 用户的年净收益模型 54-55 4.3 算例分析 55-58 4.4 本章小结 58-59 第五章 风电场中BESS 的价值评估 59-70 5.1 风电场中蓄电池储能的价值及成本分析 59-63 5.1.1 减少风电场所需备用容量 59-60 5.1.2 低蓄高发套利 60-61 5.1.3 减少并网通道的建设容量 61-62 5.1.4 投资成本分析 62 5.1.5 目标函数1:年净收益 62-63 5.2 目标函数2:功率波动衡量指标 63 5.3 多目标评估模型 63-64 5.4 粒子群算法流程 64-66 5.5 算例分析 66-69 5.6 本章小结 69-70 第六章 全文总结 70-72 6.1 主要结论 70 6.2 研究展望 70-72 参考文献 72-76 致谢 76-77 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 77
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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