儲能與風電協(xié)同利用對風電并網(wǎng)和碳排放的影響.pdf

1、能源危機和氣候惡化使得包括風能在內(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荷側(cè)存在隨機不確定性的電網(wǎng)的發(fā)電側(cè)也出現(xiàn)了隨機波動性。規(guī)?；履茉措娏Φ睦眯枰陔S機波動的負荷需求與隨機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)。風力發(fā)電并網(wǎng)是風能大規(guī)模開發(fā)利用的有效途徑，而電網(wǎng)調(diào)峰能力是制約風電消納的主要因素，不可控的風電機組出力隨機減少時，可調(diào)節(jié)機組必須增加出力以彌補有功缺額;風電機組出力隨機增加時，可調(diào)節(jié)機

2、組必須降低出力以滿足電網(wǎng)發(fā)電負荷平衡。研究電網(wǎng)風電接納能力即在滿足負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。
　　 研究電網(wǎng)風電接納能力，首先要研究風電出力與負荷的相關性和風電并入電網(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)峰能力以提高風電接入能力。本文針對如何協(xié)調(diào)風電與儲能系統(tǒng)的運行，選擇集中式儲能-抽水蓄能和分散式儲能-電動汽車與風電的協(xié)同利用，并深入研究協(xié)同利用對電網(wǎng)風電接納能

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

4、力;在夜間低負荷而風電出力增加時段，常規(guī)機組出力已經(jīng)處于較低水平，當達到調(diào)節(jié)范圍的下限，富余的風電不能接入，常規(guī)機組的最低出力約束成為限制風電并網(wǎng)的最主要因素。
　　 2)研究風電-抽水蓄能協(xié)同利用對電網(wǎng)風電接納能力和碳排放的影響。建立風電-抽水蓄能協(xié)同利用的數(shù)學模型，以風電利用率和風電電量占比為指標考察抽水蓄能參與調(diào)峰及其容量配置對電網(wǎng)風電接納能力的影響，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)風電接納

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

6、車協(xié)同利用對電網(wǎng)風電接納能力的影響，協(xié)同利用充電模式能夠提高風電接入能力和實現(xiàn)CO2減排。風電-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)量和風電裝機容量有關，顯示了協(xié)同利用在實現(xiàn)電動汽車和風電規(guī)?；⒕W(wǎng)方面的有效性。對于交通領域的碳減排，將協(xié)同利用而增加的風電上網(wǎng)電量作為電動汽車的貢獻，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