本文關(guān)鍵詞：可再生能源電網(wǎng)儲(chǔ)納運(yùn)行策略研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【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)。可再生能源電網(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(fēng)能、太陽能等可再生能源電源的發(fā)電功率具有以隨機(jī)性和間歇性為特征的固有不確定性,難以準(zhǔn)確預(yù)測。發(fā)電功率不確定性的根由是一次能源的不可存儲(chǔ)性,儲(chǔ)能設(shè)施是消除或減少不確定性發(fā)電功率對(duì)電網(wǎng)功率平衡影響的有效手段。抽水蓄能是目前唯一實(shí)用化的大容量儲(chǔ)能技術(shù)。本文以大規(guī)模風(fēng)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(biāo),采取日前調(diào)度、實(shí)時(shí)調(diào)度和自動(dòng)發(fā)電控制三個(gè)環(huán)節(jié)遞進(jìn)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(chǔ)納運(yùn)行策略及相關(guān)技術(shù)。為有效地消納可再生能源電源的功率,構(gòu)建了可再生能源電網(wǎng)的儲(chǔ)納運(yùn)行模式�？稍偕茉措娋W(wǎng)的功率平衡不僅需要瞬時(shí)的功率消納技術(shù),而且需要具有能量騰挪功能的能量儲(chǔ)納技術(shù)。構(gòu)建了日前發(fā)電計(jì)劃、實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃與自動(dòng)發(fā)電控制相結(jié)合的三步功率平衡模式�；诓淮_定性發(fā)電功率預(yù)測和負(fù)荷預(yù)測,日前調(diào)度將發(fā)電功率分解為基荷功率、可預(yù)見的波動(dòng)性備用、不可預(yù)見的不確定性備用和自動(dòng)發(fā)電備用。鑒于大容量儲(chǔ)能資源容量有限的事實(shí),可再生能源電源最大限度地承擔(dān)基荷功率,可預(yù)見的波動(dòng)性功率主要由常規(guī)電源平衡,不確定性功率主要由儲(chǔ)能設(shè)施平衡,殘留的失衡功率由自動(dòng)發(fā)電裝置平衡。儲(chǔ)能設(shè)施容量受限時(shí),常規(guī)電源補(bǔ)其不足。儲(chǔ)納運(yùn)行模式是貫穿全文的學(xué)術(shù)主線�；谛〔ò纸饫碚摵透倪M(jìn)Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提出了風(fēng)速和風(fēng)電功率預(yù)測方法。針對(duì)風(fēng)速變化規(guī)律性差的事實(shí),利用小波包分解理論對(duì)風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行頻段分解,形成了頻段異構(gòu)的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)速預(yù)測方法,進(jìn)而得到風(fēng)電功率的預(yù)測結(jié)果。在Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程中采用帶擾動(dòng)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(shí)時(shí)風(fēng)速及風(fēng)電功率的預(yù)測結(jié)果表明,所提方法的預(yù)測精度高于傳統(tǒng)的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等預(yù)測方法。計(jì)及風(fēng)電功率預(yù)測的功率誤差及能量偏差,提出了基于風(fēng)電可靠輸出功率的儲(chǔ)能設(shè)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(jì)法獲取風(fēng)電不確定性功率的概率分布,進(jìn)而得到關(guān)于儲(chǔ)能設(shè)施調(diào)度周期的風(fēng)電不確定性能量的概率分布;計(jì)及儲(chǔ)能設(shè)施容量不足導(dǎo)致的棄風(fēng)損失和常規(guī)電源不確定性備用,確定儲(chǔ)能設(shè)施功率容量和能量容量與損失風(fēng)能之間的關(guān)系。采用非參數(shù)核密度估計(jì)方法對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測誤差進(jìn)行置信區(qū)間估計(jì),進(jìn)而確定關(guān)于不同置信度的風(fēng)電功率的波動(dòng)區(qū)間。研究了不同置信度條件下儲(chǔ)能設(shè)施容量和風(fēng)電場可靠輸出功率的關(guān)系,從可靠輸出功率角度對(duì)儲(chǔ)能設(shè)施的成本和效益進(jìn)行分析,形成了相應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)施容量配置方法。典型日的算例驗(yàn)證了基于可靠輸出功率的儲(chǔ)能設(shè)施容量配置方法的合理性�；诖笕萘績�(chǔ)能設(shè)施,風(fēng)電場可靠輸出功率保證了日前調(diào)度的可實(shí)施性。最后,以抽水蓄能為大容量儲(chǔ)能技術(shù),針對(duì)高比例風(fēng)電接入的可再生能源電網(wǎng),建立了日前調(diào)度、實(shí)時(shí)調(diào)度的功率平衡模型,并建立上網(wǎng)功率平穩(wěn)性評(píng)價(jià)指標(biāo),形成了可再生能源電網(wǎng)的儲(chǔ)納調(diào)度策略。研究表明,在不增加火電運(yùn)行成本的前提下,棄風(fēng)量隨抽水蓄能容量的增大而減小,直到棄風(fēng)現(xiàn)象消失。針對(duì)抽水蓄能資源有限的事實(shí),比較了抽水蓄能電站為純不確定性備用、波動(dòng)性備用優(yōu)先、不確定性備用優(yōu)先三種儲(chǔ)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(yàn)證了儲(chǔ)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(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM732

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本文編號(hào)：1400812