儲能與風(fēng)電協(xié)同利用對風(fēng)電并網(wǎng)和碳排放的影響.pdf

1、能源危機(jī)和氣候惡化使得包括風(fēng)能在內(nèi)的可再生能源的開發(fā)迅速發(fā)展?？稍偕茉吹拈g歇性使得原來只在負(fù)荷側(cè)存在隨機(jī)不確定性的電網(wǎng)的發(fā)電側(cè)也出現(xiàn)了隨機(jī)波動性。規(guī)?；履茉措娏Φ睦眯枰陔S機(jī)波動的負(fù)荷需求與隨機(jī)波動的電源之間實現(xiàn)供需平衡，從而使得電網(wǎng)面臨新的挑戰(zhàn)。風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是風(fēng)能大規(guī)模開發(fā)利用的有效途徑，而電網(wǎng)調(diào)峰能力是制約風(fēng)電消納的主要因素，不可控的風(fēng)電機(jī)組出力隨機(jī)減少時，可調(diào)節(jié)機(jī)組必須增加出力以彌補(bǔ)有功缺額;風(fēng)電機(jī)組出力隨機(jī)增加時，可調(diào)節(jié)機(jī)

2、組必須降低出力以滿足電網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷平衡。研究電網(wǎng)風(fēng)電接納能力即在滿足負(fù)荷需求與電源之間供需平衡的條件下，盡可能減少電網(wǎng)棄風(fēng)。
　　 研究電網(wǎng)風(fēng)電接納能力，首先要研究風(fēng)電出力與負(fù)荷的相關(guān)性和風(fēng)電并入電網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響;其次研究調(diào)峰對風(fēng)電接納能力的影響以及如何提高電網(wǎng)調(diào)峰能力以提高風(fēng)電接入能力。本文針對如何協(xié)調(diào)風(fēng)電與儲能系統(tǒng)的運(yùn)行，選擇集中式儲能-抽水蓄能和分散式儲能-電動汽車與風(fēng)電的協(xié)同利用，并深入研究協(xié)同利用對電網(wǎng)風(fēng)電接納能

3、力和碳排放水平的影響，在能源危機(jī)和氣候惡化的今天具有較大的理論價值和現(xiàn)實意義。針對風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響和儲能與風(fēng)電的協(xié)同利用，本文主要工作如下:
　　 1)研究風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響。通過計算風(fēng)電容量因數(shù)和負(fù)荷功率的相關(guān)系數(shù)，考察風(fēng)電的反調(diào)峰特性。通過對山東電網(wǎng)的分析，冬季風(fēng)電的反調(diào)峰特性最為嚴(yán)重;等效負(fù)荷峰谷差率不僅與相關(guān)系數(shù)有關(guān)，還與風(fēng)電容量因數(shù)均值有關(guān)，且春季峰谷差率增加百分點最大，風(fēng)電并網(wǎng)增加了電網(wǎng)的調(diào)峰壓

4、力;在夜間低負(fù)荷而風(fēng)電出力增加時段，常規(guī)機(jī)組出力已經(jīng)處于較低水平，當(dāng)達(dá)到調(diào)節(jié)范圍的下限，富余的風(fēng)電不能接入，常規(guī)機(jī)組的最低出力約束成為限制風(fēng)電并網(wǎng)的最主要因素。
　　 2)研究風(fēng)電-抽水蓄能協(xié)同利用對電網(wǎng)風(fēng)電接納能力和碳排放的影響。建立風(fēng)電-抽水蓄能協(xié)同利用的數(shù)學(xué)模型，以風(fēng)電利用率和風(fēng)電電量占比為指標(biāo)考察抽水蓄能參與調(diào)峰及其容量配置對電網(wǎng)風(fēng)電接納能力的影響，并分析隨著抽水蓄能容量的增加抽水蓄能電站利用效率降低的原因。電網(wǎng)風(fēng)電接納

5、能力還存在季節(jié)性差異，并且在風(fēng)電裝機(jī)容量較大且超過常規(guī)電源參與調(diào)峰時電網(wǎng)的風(fēng)電接納能力時，抽水蓄能才能發(fā)揮與風(fēng)電協(xié)同利用的作用，抽水蓄能與風(fēng)電協(xié)同利用是實現(xiàn)風(fēng)電規(guī)?；⒕W(wǎng)的有效手段。研究抽水蓄能與風(fēng)電協(xié)同利用對電網(wǎng)碳排放水平的影響，首先計算單位電量火電CO2排放因子，進(jìn)而計算不同運(yùn)行策略下的年碳減排量。
　　 3)研究風(fēng)電-電動汽車協(xié)同利用對電網(wǎng)風(fēng)電接納能力和碳排放的影響。建立風(fēng)電-電動汽車協(xié)同利用的數(shù)學(xué)模型，并分析風(fēng)電-電動汽

6、車協(xié)同利用對電網(wǎng)風(fēng)電接納能力的影響，協(xié)同利用充電模式能夠提高風(fēng)電接入能力和實現(xiàn)CO2減排。風(fēng)電-電動汽車協(xié)同利用對電網(wǎng)的影響存在季節(jié)性差異，并與電動汽車數(shù)量和風(fēng)電裝機(jī)容量有關(guān)，顯示了協(xié)同利用在實現(xiàn)電動汽車和風(fēng)電規(guī)?；⒕W(wǎng)方面的有效性。對于交通領(lǐng)域的碳減排，將協(xié)同利用而增加的風(fēng)電上網(wǎng)電量作為電動汽車的貢獻(xiàn)，協(xié)同利用時電動汽車充電單位電量碳排放水平低于自由充電模式，并計算了不同車型和充電模式下電動汽車相對于燃油汽車的百公里減排量和年碳減排量