綜合能源系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種能源之間的協(xié)調(diào)互補(bǔ),提高能源利用率。在綜合能源系統(tǒng)中配置儲能裝置,可以進(jìn)一步提高能源利用率、促進(jìn)風(fēng)電消納、保障系統(tǒng)安全可靠運行。但單一的儲能有局限性,為此本文針對不同的綜合能源系統(tǒng),提出了不同的混合儲能協(xié)調(diào)策略,驗證協(xié)調(diào)策略的消納棄風(fēng)效果與經(jīng)濟(jì)性,然后研究了儲能裝置容量以及儲電效率對系統(tǒng)消納棄風(fēng)效果的影響。首先,搭建了包含電、熱、氣三種儲能的綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其次針對電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)形成的電氣耦合系統(tǒng),以數(shù)學(xué)方式建立了電/氣混合儲能裝置的模型,研究了儲電與儲氣協(xié)調(diào)運行策略,分析了電/氣混合儲能裝置的消納棄風(fēng)機(jī)理,并建立了考慮電/氣混合儲能的電氣耦合系統(tǒng)調(diào)度模型。仿真分析了儲氣-儲電協(xié)調(diào)運行策略的棄風(fēng)消納效果與經(jīng)濟(jì)性,并進(jìn)一步分析了電儲能裝置容量與儲氣裝置容量對系統(tǒng)棄風(fēng)率的影響,算例分析表明,電/氣混合儲能協(xié)調(diào)運行策略有利于風(fēng)電消納和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行,同時隨著儲能裝置容量增大,棄風(fēng)率有所降低,且電儲能裝置容量的改變對棄風(fēng)率影響更大。其次,針對電、熱兩種子系統(tǒng)耦合形成的熱電聯(lián)合系統(tǒng),首先介紹了熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其次以數(shù)學(xué)方式建立了電/熱混合儲能裝置的模型,研究了儲電與儲... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-圖2-2具有儲氣功能的P2G結(jié)構(gòu)圖P2G設(shè)備的啟動由棄風(fēng)標(biāo)志決定，在棄風(fēng)時期，P2G設(shè)備啟動，一部分直供氣；另一部分儲氣。P2G設(shè)備啟動會消耗棄風(fēng)電量，P2G設(shè)備消耗的電功率表達(dá)式如式(2-1)所示：P2GzcP(PP)f(2-1)式中P2GP——電轉(zhuǎn)氣設(shè)備電功率（MW）；zP——直供氣部分電功率（MW）；cP——儲氣部分電功率（MW）；f——棄風(fēng)判斷標(biāo)志（0表示無，1表示有）。P2G設(shè)備的供氣量、直供氣量、儲氣量表達(dá)式分別如式(2-2)、(2-3)、(2-4)所示：P2GzcVVV(2-2)zP2GzGPVH(2-3)cP2GcGPVH(2-4)式中P2GV——電轉(zhuǎn)氣設(shè)備的供氣流量（103m3/h）；zV——P2G設(shè)備直供氣流量（103m3/h）；cV——儲氣罐儲氣流量（103m3/h）；P2G——P2G設(shè)備轉(zhuǎn)化效率，目前可達(dá)60%~70%；GH——天然氣熱值，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為0.0155MWh/m3。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-13-后等效電負(fù)荷增加，從圖中可以看出，電儲能運行后，棄風(fēng)時段等效電負(fù)荷曲線上升，非棄風(fēng)時段等效電負(fù)荷曲線下降；隨著棄風(fēng)量增大，P2G設(shè)備投入運行，P2G設(shè)備運行后，將棄風(fēng)電能轉(zhuǎn)化為天然氣，相當(dāng)于起到“填谷”的作用，從圖中可以看出，P2G設(shè)備運行后，棄風(fēng)時段等效電負(fù)荷曲線進(jìn)一步上升；當(dāng)兩者共同作用不能消納棄風(fēng)時，儲氣裝置投入運行，此時進(jìn)一步加大了對電負(fù)荷的“填谷”力度，從圖中可知，儲氣裝置運行后，棄風(fēng)時段等效電負(fù)荷曲線再次上升。此時從圖中可以看出，通過三種設(shè)備的協(xié)調(diào)作用，機(jī)組最小強(qiáng)迫出力曲線與等效電負(fù)荷曲線的重疊部分面積(陰影部分)大幅減少，也就降低了系統(tǒng)的棄風(fēng)量。圖2-3電/氣混合儲能裝置消納棄風(fēng)機(jī)理圖2.5優(yōu)化調(diào)度模型配置電儲能裝置、具有儲氣功能的P2G設(shè)備后的電氣耦合系統(tǒng)中源側(cè)包括火電機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組以及風(fēng)電機(jī)組；荷側(cè)包括電、熱、氣三種負(fù)荷；儲能裝置包括電、氣儲能，能源轉(zhuǎn)換過程則通過P2G設(shè)備進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。考慮電/氣混合儲能的電氣耦合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度則是在滿足電負(fù)荷、熱負(fù)荷以及氣負(fù)荷的條件下，優(yōu)化各時段的機(jī)組出力，電、氣儲能設(shè)備儲放量以及P2G設(shè)備出力，從而使系統(tǒng)總的燃料消耗量最少。


本文編號：2921441