儲(chǔ)能與風(fēng)電協(xié)同利用對(duì)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。可再生能源的間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(dòng)性。規(guī)模化新能源電力的利用需要在隨機(jī)波動(dòng)的負(fù)荷需求與隨機(jī)波動(dòng)的電源之間實(shí)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(shí)，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(shí)，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(duì)電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響;其次研究調(diào)峰對(duì)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(duì)如何協(xié)調(diào)風(fēng)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行，選擇集中式儲(chǔ)能-抽水蓄能和分散式儲(chǔ)能-電動(dòng)汽車與風(fēng)電的協(xié)同利用，并深入研究協(xié)同利用對(duì)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(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響和儲(chǔ)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(duì)電網(wǎng)調(diào)峰能力的影響。通過計(jì)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(duì)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(diǎn)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(shí)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(duì)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(duì)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(shí)電網(wǎng)的風(fēng)電接納能力時(shí)，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(shí)現(xiàn)風(fēng)電規(guī)模化并網(wǎng)的有效手段。研究抽水蓄能與風(fēng)電協(xié)同利用對(duì)電網(wǎng)碳排放水平的影響，首先計(jì)算單位電量火電CO2排放因子，進(jìn)而計(jì)算不同運(yùn)行策略下的年碳減排量。
　　 3)研究風(fēng)電-電動(dòng)汽車協(xié)同利用對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力和碳排放的影響。建立風(fēng)電-電動(dòng)汽車協(xié)同利用的數(shù)學(xué)模型，并分析風(fēng)電-電動(dòng)汽

6、車協(xié)同利用對(duì)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(shí)現(xiàn)CO2減排。風(fēng)電-電動(dòng)汽車協(xié)同利用對(duì)電網(wǎng)的影響存在季節(jié)性差異，并與電動(dòng)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(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車和風(fēng)電規(guī)?；⒕W(wǎng)方面的有效性。對(duì)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(dòng)汽車的貢獻(xiàn)，協(xié)同利用時(shí)電動(dòng)汽車充電單位電量碳排放水平低于自由充電模式，并計(jì)算了不同車型和充電模式下電動(dòng)汽車相對(duì)于燃油汽車的百公里減排量和年碳減排量