本文關鍵詞：可再生能源電網(wǎng)儲納運行策略研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 不確定性可再生能源電源 風電功率預測 儲能設施容量 可靠輸出功率 儲納運行模式

【摘要】：可再生能源電源高比例接入的電網(wǎng)是可再生能源電網(wǎng)�？稍偕茉措娋W(wǎng)已經(jīng)誕生、數(shù)量正在不斷增加,是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。風能、太陽能等可再生能源電源的發(fā)電功率具有以隨機性和間歇性為特征的固有不確定性,難以準確預測。發(fā)電功率不確定性的根由是一次能源的不可存儲性,儲能設施是消除或減少不確定性發(fā)電功率對電網(wǎng)功率平衡影響的有效手段。抽水蓄能是目前唯一實用化的大容量儲能技術。本文以大規(guī)模風力發(fā)電為基本背景,以抽水蓄能為平息不確定性發(fā)電功率影響的基本手段,以可再生能源利用極大化為基本目標,采取日前調(diào)度、實時調(diào)度和自動發(fā)電控制三個環(huán)節(jié)遞進銜接的基本路線,研究解決可再生能源電網(wǎng)功率平衡問題的儲納運行策略及相關技術。為有效地消納可再生能源電源的功率,構建了可再生能源電網(wǎng)的儲納運行模式�？稍偕茉措娋W(wǎng)的功率平衡不僅需要瞬時的功率消納技術,而且需要具有能量騰挪功能的能量儲納技術。構建了日前發(fā)電計劃、實時發(fā)電計劃與自動發(fā)電控制相結合的三步功率平衡模式�；诓淮_定性發(fā)電功率預測和負荷預測,日前調(diào)度將發(fā)電功率分解為基荷功率、可預見的波動性備用、不可預見的不確定性備用和自動發(fā)電備用。鑒于大容量儲能資源容量有限的事實,可再生能源電源最大限度地承擔基荷功率,可預見的波動性功率主要由常規(guī)電源平衡,不確定性功率主要由儲能設施平衡,殘留的失衡功率由自動發(fā)電裝置平衡。儲能設施容量受限時,常規(guī)電源補其不足。儲納運行模式是貫穿全文的學術主線。基于小波包分解理論和改進Elman神經(jīng)網(wǎng)絡,提出了風速和風電功率預測方法。針對風速變化規(guī)律性差的事實,利用小波包分解理論對風速數(shù)據(jù)進行頻段分解,形成了頻段異構的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡風速預測方法,進而得到風電功率的預測結果。在Elman神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練過程中采用帶擾動的粒子群算法,以避免最優(yōu)粒子陷入局部最優(yōu)。日前和實時風速及風電功率的預測結果表明,所提方法的預測精度高于傳統(tǒng)的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡等預測方法。計及風電功率預測的功率誤差及能量偏差,提出了基于風電可靠輸出功率的儲能設施容量配置方法。根據(jù)不確定性可再生能源電源規(guī)劃,采用非參數(shù)估計法獲取風電不確定性功率的概率分布,進而得到關于儲能設施調(diào)度周期的風電不確定性能量的概率分布;計及儲能設施容量不足導致的棄風損失和常規(guī)電源不確定性備用,確定儲能設施功率容量和能量容量與損失風能之間的關系。采用非參數(shù)核密度估計方法對風電功率預測誤差進行置信區(qū)間估計,進而確定關于不同置信度的風電功率的波動區(qū)間。研究了不同置信度條件下儲能設施容量和風電場可靠輸出功率的關系,從可靠輸出功率角度對儲能設施的成本和效益進行分析,形成了相應的儲能設施容量配置方法。典型日的算例驗證了基于可靠輸出功率的儲能設施容量配置方法的合理性。基于大容量儲能設施,風電場可靠輸出功率保證了日前調(diào)度的可實施性。最后,以抽水蓄能為大容量儲能技術,針對高比例風電接入的可再生能源電網(wǎng),建立了日前調(diào)度、實時調(diào)度的功率平衡模型,并建立上網(wǎng)功率平穩(wěn)性評價指標,形成了可再生能源電網(wǎng)的儲納調(diào)度策略。研究表明,在不增加火電運行成本的前提下,棄風量隨抽水蓄能容量的增大而減小,直到棄風現(xiàn)象消失。針對抽水蓄能資源有限的事實,比較了抽水蓄能電站為純不確定性備用、波動性備用優(yōu)先、不確定性備用優(yōu)先三種儲納模式。從可再生能源發(fā)電極大化角度看,不確定性備用優(yōu)先模式效果最好,純不確定性備用模式次之。簡單系統(tǒng)及張家口電網(wǎng)的算例驗證了儲納調(diào)度策略的有效性。
[Abstract]:In this paper , the energy storage technology of renewable energy grid has been built up based on the fact that the energy storage capacity is limited . The power balance of the renewable energy network is mainly controlled by the energy storage facilities . In view of the fact that the energy storage capacity of pumped storage is limited , three kinds of storage modes are compared , such as pure uncertainty standby , fluctuating standby priority and uncertainty standby priority .

【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM732

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本文編號：1400812