【摘 要】
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化石燃料的迅速枯竭以及长期以来大规模消耗所引发的全球变暖问题,使得建立高比例可再生能源发电系统,成为未来解决能源与环境双重危机的重要途径。然而,可再生能源发电往往受到自身特性及发电技术的限制,其短期出力呈现随机性、间歇性等特点,致使电力系统调频率稳定性问题的复杂度也随之增加。当风电与光热电站(Concentrating solar power,CSP)构成风电-CSP联合发电系统时,可以通过控制光
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化石燃料的迅速枯竭以及长期以来大规模消耗所引发的全球变暖问题,使得建立高比例可再生能源发电系统,成为未来解决能源与环境双重危机的重要途径。然而,可再生能源发电往往受到自身特性及发电技术的限制,其短期出力呈现随机性、间歇性等特点,致使电力系统调频率稳定性问题的复杂度也随之增加。当风电与光热电站(Concentrating solar power,CSP)构成风电-CSP联合发电系统时,可以通过控制光热电站储热系统充放热决策,为联合系统的短期平滑输出提供缓冲,达到缓解系统调频机组调频压力的目的。因此,储热系统容量参数配置方案的合理与否将直接影响到联合系统短期出力波动值的平抑效果与投运成本。本文将在风电-CSP联合发电系统运行模型的基础上,构建储热系统优化运行策略,建立光热电站储热容量滚动优化配置模型,研究平抑联合系统短期出力波动值的光热电站储热容量优化配置问题。本文完成的主要工作和成果如下:(1)研究风电-CSP联合发电系统的基本构成,分析联合系统的主要运行模式。研究联合系统复杂的能量流通特征及能量耦合关系,计及光热电站光场预热机理,建立风电-CSP联合发电系统分类运行模型。(2)研究储热系统充、放热决策与风电-CSP联合发电系统出力情况的关联机理,考虑前瞻周期内目标函数值对储热系统当前时刻充放热决策的影响,构建考虑前瞻性效应的储热系统优化运行策略(prospective operational strategy in TES,POSIT),提出评定策略优劣性的定量评价指标。通过平抑联合系统短期出力波动值算例,验证了本章所提POSIT策略的有效性,并给出该策略的最佳前瞻周期值。(3)研究POSIT策略下储热系统容量参数在储热容量优化配置研究中的协同制约作用,探究储热系统经济因素和技术指标之间的平衡关系,建立光热电站储热容量滚动优化配置模型。通过算例给出储热系统储热参数最优配置方案,同时验证了储热系统容量参数在光热电站储热容量优化配置研究中的重要性。
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