【摘要】：電力系統(tǒng)(PGS)由發(fā)電廠輸電系統(tǒng)和配電網(wǎng)組成,向國(guó)內(nèi)地區(qū)提供商業(yè),農(nóng)業(yè)和工業(yè)供電。然而,在一些地區(qū),區(qū)域之間的距離太遠(yuǎn),導(dǎo)致廣域的PGS工程難以落實(shí)。因此,采用較小的獨(dú)立發(fā)電站向偏遠(yuǎn)地區(qū)供電,但這些地區(qū)無(wú)法接入PGS,因?yàn)閷⑦@些區(qū)域連接到PGS耗費(fèi)很高。因此在這些地區(qū),相關(guān)工程也難以開(kāi)展。可再生能源(RES)是有價(jià)值的能源,它可以提供可持續(xù)的能源,零成本,清潔,不需要任何化石燃料供應(yīng),降低了溫室氣體的排放量。然而,RES的實(shí)用性需要有效的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)來(lái)連續(xù)供電并在整個(gè)運(yùn)行期間保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。aa壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)是大規(guī)模PGS最有效的ESS技術(shù)之一,因?yàn)樗哂邪惭b簡(jiǎn)單,維護(hù)成本低,模塊化結(jié)構(gòu)和運(yùn)行時(shí)間低等優(yōu)點(diǎn)。先進(jìn)的絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(AA-CAES)是一種為RES應(yīng)用開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)CAES技術(shù),它可以通過(guò)利用RES產(chǎn)生的多余電能或電力來(lái)消除傳統(tǒng)CAES系統(tǒng)中額外燃料輸入的使用。在非高峰時(shí)段從PGS儲(chǔ)存空氣并在需要時(shí)重新利用。a本文研究了 RES與ESS在PGS中的應(yīng)用前景。選擇蘇丹的尼亞拉市作為可再生能源工廠�，F(xiàn)有柴油發(fā)電廠(DPG)的電力供應(yīng)由于燃料運(yùn)輸成本高而昂貴,而且燃料供應(yīng)的不確定性會(huì)導(dǎo)致電力供應(yīng)的可靠性低。a本文基于可再生能源的研究,完成了風(fēng)機(jī)的建模和仿真,并將其用作研究渦輪機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估。結(jié)果表明風(fēng)速和渦輪葉片面積對(duì)增加風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電量起著重要作用。a首先,使用AA-CAES集成的風(fēng)電場(chǎng)(WF)的建模是為了在壓縮和膨脹循環(huán)期間的熱力學(xué)分析方面研究系統(tǒng)的行為和特性性能。結(jié)果表明,風(fēng)速,最終儲(chǔ)存壓力和空氣流量是增加壓縮循環(huán)期間洞穴儲(chǔ)能量和膨脹周期發(fā)電量以及改善系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素。a其次,由柴油發(fā)電(DPG),WF和CAES組成的系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題已經(jīng)轉(zhuǎn)化為具有混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)的安全約束機(jī)組組合(SCUC)問(wèn)題,旨在最大化發(fā)電量并最小化燃料消耗。選擇了三種情景來(lái)確定裝置的安放位置。在第一種情況下,假設(shè)系統(tǒng)中沒(méi)有RES和CAES,負(fù)載需求僅由DPG提供,結(jié)果表明較便宜的機(jī)組始終致力于提供負(fù)載需求。在第二種情況下,RES添加到系統(tǒng)中,結(jié)果顯示更昂貴的柴油機(jī)無(wú)法保證一直在調(diào)度電力,只有最便宜的裝置在于RES協(xié)調(diào)調(diào)度電能,但由與RES的間歇性,客戶的可靠性和電能質(zhì)量有所降低。在第三種情況下,ESS和RES添加到系統(tǒng)中,通過(guò)存儲(chǔ)能量并在需要時(shí)再次重新使用來(lái)平衡和維持系統(tǒng)穩(wěn)定性,結(jié)果顯示所有昂貴的柴油機(jī)組都沒(méi)有發(fā)電,負(fù)載需求只由更便宜的機(jī)組,RES和CAES承擔(dān)。a混合系統(tǒng)SCUC的組成包含DPG,WF,CAES和太陽(yáng)能光伏(PV),結(jié)果表明,發(fā)電成本降低且系統(tǒng)的可靠性得到提高。a該模型采用MATLAB中實(shí)現(xiàn),通過(guò)求解器CPLEX 12.7.0和GORUBI 8.0求解,最終結(jié)果實(shí)現(xiàn)了燃料的顯著節(jié)省,碳排放降低明顯,適用于備用電源系統(tǒng)和峰值整形,有助于電力系統(tǒng)管理和設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM73

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本文編號(hào)：2686078