【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人類對(duì)于電能的需求量越來越大,造成的能源短缺、環(huán)境污染、氣候變化等問題日益嚴(yán)重,使得低碳化成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略目標(biāo),大規(guī)模發(fā)展清潔可再生能源是解決當(dāng)前能源、環(huán)境等挑戰(zhàn)的重要舉措和必然趨勢(shì)。近年來,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速,但是風(fēng)力發(fā)電具有季節(jié)性、間歇性以及隨機(jī)性的缺點(diǎn),克服其波動(dòng)性的影響,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的規(guī)�；⒕W(wǎng)仍是一個(gè)很大的難題。本文總結(jié)了風(fēng)電發(fā)展面臨的問題,對(duì)風(fēng)電、抽水蓄能電站及其聯(lián)合運(yùn)行的原理、效益分析方法進(jìn)行了介紹,論述了風(fēng)電與抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行是解決當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)問題的重要手段。結(jié)合本人工作崗位所在的我國(guó)北方某地區(qū)電網(wǎng),運(yùn)用基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的自適應(yīng)協(xié)同進(jìn)化算法理論,分別以系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益最大化為目標(biāo)建立了某擬建抽水蓄能電站和風(fēng)電場(chǎng)的聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行模型,分析了該抽水蓄能電站的調(diào)峰填谷及風(fēng)電消納效益。結(jié)果顯示,系統(tǒng)在風(fēng)-蓄聯(lián)合運(yùn)行下能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益,抽水蓄能電站使得風(fēng)電場(chǎng)輸出功率更為平滑,可控性大幅提高,改善了風(fēng)電輸出功率的波動(dòng)性;在當(dāng)前峰谷電價(jià)政策下,風(fēng)-蓄聯(lián)合運(yùn)行能夠減少棄風(fēng),提高風(fēng)能利用率,產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益;此外,風(fēng)-蓄聯(lián)合運(yùn)行能夠改善系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu),帶來顯著的環(huán)境效益。因此,將抽水蓄能電站與風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行對(duì)解決當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)問題有著十分重要的意義,發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>【圖文】：

隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類對(duì)于能源的需求越來越大，原始的化石能源存在資源有限性和環(huán)境破壞性。所以，需要大規(guī)模的發(fā)展和生產(chǎn)清潔可再生能源，清潔能源指的是風(fēng)能、潮汐能、勢(shì)能和太陽能等無污染的能源。我國(guó)有大量的風(fēng)電資源，，且有相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，可以利用風(fēng)能發(fā)電來改變以往電力對(duì)化石能源的依賴，減少使用化石能源能對(duì)改善環(huán)境有重要意義[1]。因此，在我國(guó)大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電是解決當(dāng)前能源挑戰(zhàn)的重要舉措和必然趨勢(shì)[2]。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，近些年來，我國(guó)風(fēng)電技術(shù)不斷提高，風(fēng)電發(fā)展的的形勢(shì)非常好, 年裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)[3]。由圖 1-1 可以看到，2000-2015 年，全球風(fēng)電裝機(jī)容量從 17.4GW 發(fā)展到 432.9GW，增加約 23 倍。2009-2013 年間，由于行業(yè)投資過剩、政府補(bǔ)貼減少和棄風(fēng)率的增加，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入調(diào)整期；2014-2015 年，因中國(guó)市場(chǎng)“搶裝潮”的拉動(dòng)，全球風(fēng)電市場(chǎng)重拾升勢(shì)[4]。2015 年國(guó)內(nèi)風(fēng)電新增裝機(jī)容量達(dá)到 30.5GW，創(chuàng)出新高并且連續(xù)六年領(lǐng)跑全球。據(jù)國(guó)家能源局的規(guī)劃，2016 年全國(guó)風(fēng)電開發(fā)建設(shè)總規(guī)模 30.8GW，略高于“搶裝潮”期的 2015 年的規(guī)模，預(yù)計(jì)風(fēng)電行業(yè)將依然維持高景氣度。根據(jù)國(guó)家能源局 2020 年能源需求預(yù)測(cè)的基準(zhǔn)方案，2020 年風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)是 2.1 億千瓦，平均每年新增裝機(jī)在 42GW，年均復(fù)合增速在 10.9%

圖 2-1 風(fēng)電與電力系統(tǒng)典型連接示意圖蓄能電站的原理蓄能電站主要包括上、下水庫、引水系統(tǒng)、廠房、抽水蓄能機(jī)機(jī)組）等部分[12]，典型抽水蓄能電站的工作原理如圖 2-2 所示水蓄能電站結(jié)構(gòu)圖。上水庫與下水庫可以利用天然的湖泊或者統(tǒng)用作上下水庫間水量的轉(zhuǎn)移管道及動(dòng)力系統(tǒng)，上水庫一般庫以及天然湖泊；下水庫則大部分是利用已建或新建水庫和天利用海洋或河道的案例。將水資源送到電站的設(shè)施稱為抽水蓄是在水泵處于抽水工況時(shí)，抽送下水庫的水到上水庫，在水，將上水庫放出的水量輸送到下水庫；廠房是電廠的核心場(chǎng)所設(shè)備和其他重要的機(jī)電設(shè)備都安放在這里的。抽水蓄能機(jī)組心部分，有四機(jī)分置式（獨(dú)立的抽水機(jī)組和水輪發(fā)電機(jī)組）、水輪機(jī)用一臺(tái)可兼作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的可逆式電機(jī)串聯(lián)）、二機(jī)機(jī)和水泵兩用的可逆式水泵水輪機(jī)和可逆式電機(jī)同軸組成）。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM614;TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2565454