【摘要】：隨著第三次工業(yè)革命的逐步推進(jìn),能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與多能復(fù)合概念不斷深入,大力發(fā)展清潔能源、減緩發(fā)展傳統(tǒng)化石能源已成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路。其中風(fēng)能由于其可再生,無(wú)污染等特點(diǎn)成為最具發(fā)展前景的清潔能源之一。然而在風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,資源利用率低、棄風(fēng)問(wèn)題嚴(yán)重以及風(fēng)電入網(wǎng)消納難等問(wèn)題嚴(yán)重制約著風(fēng)電的快速發(fā)展。為促進(jìn)風(fēng)電入網(wǎng)消納,緩解棄風(fēng)問(wèn)題,在能源互聯(lián)網(wǎng)理念的背景下,電-熱綜合能源系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,通過(guò)多種能源協(xié)調(diào)運(yùn)行從而提高能源利用率�；陲L(fēng)電消納基本問(wèn)題,提出了一種包含地源熱泵(Ground Source Heat Pump,GSHP)和先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)電站的電-熱綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型,并對(duì)其進(jìn)行了深入研究,具體內(nèi)容如下:首先,給出了一種電-熱綜合能源系統(tǒng)的具體構(gòu)成,包括熱電廠、火電廠、風(fēng)電場(chǎng)、儲(chǔ)熱、GSHP和AA-CAES電站。闡述了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、儲(chǔ)熱裝置、GSHP和AA-CAES系統(tǒng)的運(yùn)行原理與優(yōu)勢(shì),并在運(yùn)行方式上對(duì)上述四個(gè)模塊進(jìn)行了建模。然后,提出了一種電-熱綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型,分析了儲(chǔ)熱裝置、GSHP和AA-CAES電站的棄風(fēng)消納機(jī)理,并且推導(dǎo)了在完全消納風(fēng)電條件下,儲(chǔ)熱放熱速率與GSHP和AA-CAES電站電功率間的臨界關(guān)系。通過(guò)仿真對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入探討,并分析了儲(chǔ)熱裝置、GSHP和AA-CAES電站對(duì)風(fēng)電消納的影響,驗(yàn)證了所提模型的可行性,對(duì)比了臨界關(guān)系下AA-CAES電站的理論電功率和實(shí)際優(yōu)化電功率的關(guān)系。最后,應(yīng)用全生命周期成本理論(Life Cycle Cost,LCC)對(duì)GSHP和AA-CAES電站進(jìn)行成本建模,并結(jié)合系數(shù)估算法和資本回收系數(shù)法對(duì)兩者成本模型進(jìn)行改進(jìn)。在考慮了全生命周期成本后,通過(guò)仿真研究了最優(yōu)調(diào)度方案下不同容量GSHP和AA-CAES電站組合下的收益,選擇了更為合理的容量組合方案,并結(jié)合相關(guān)算例分析了GSHP和AA-CAES電站的影響趨勢(shì),計(jì)算了最優(yōu)方案下的成本回收年限并給出全生命周期的產(chǎn)出投入比。
【圖文】：

在電力系統(tǒng)中，綜合能源系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，為新能源發(fā)電創(chuàng)造了更多的可能電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了更多的技術(shù)路線和研究方向。綜合能源系統(tǒng)并不對(duì)發(fā)電單元、供熱單元、儲(chǔ)能元件、電-熱負(fù)荷進(jìn)行組合，，在打破傳統(tǒng)能源劃分、各自獨(dú)立或相互聯(lián)系相對(duì)較少的壁壘下，整合優(yōu)化各類(lèi)資源分配，經(jīng)濟(jì)、最高效的為用戶供能。隨著對(duì)綜合能源系統(tǒng)的研究不斷深入與拓展源相互之間的轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)以及可再生能源的大量接入方面，涌現(xiàn)出了愈來(lái)愈和技術(shù)。 電-熱綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本文以電-熱綜合能源系統(tǒng)為模型藍(lán)本，構(gòu)建包括火電廠、熱電廠、風(fēng)電HP、AA-CAES 電站和儲(chǔ)熱裝置的模型，以我國(guó)“三北地區(qū)”為主要研究對(duì)預(yù)測(cè)值、電-熱負(fù)荷數(shù)據(jù)取自承德、張家口地區(qū) 2017 年原始數(shù)據(jù)，后期經(jīng)一理，具體結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM73;TK01

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本文編號(hào)：2681179