分布式抽水蓄能系统的效益评估与运营策略-电气工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM732 U.D.C:621.31 Dissertation for the Master Degree in Engineering BENEFIT ASSESSMENT AND OPERATION STRATEGY OF THE DISTRIBUTED PUMPED STORAGE SYSTEMS Candidate： Wang Xueliang Supervisor： Prof. Yu Jilai Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Electrical Engineering Affiliation： School of Electrical Engineering and Automation Date of Defence： June, 2011 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - - - PAGE IV - 摘 要 随着我国人民生活水平的提高和产业结构的不断调整，电力系统中的负 荷结构也在不断发生变化，造成了系统负荷峰谷差逐年增大，从而使电力系 统的调峰问题愈来愈突出。同时，风能、太阳能等间歇性电源在电力系统中 的接入比重也在逐渐提高，对电网的安全稳定运行产生了严重影响。解决上 述问题的一个有效手段，就是加大电力系统中储能技术的应用。 抽水蓄能是一种技术比较成熟，各方面效益都比较明显的储能手段。当 前对于抽水蓄能的研究，大都集中于大型抽水蓄能电站的运营模式及其效益 评估方面。然而，由于受地理、水文、环境等条件的限制，并不是所有的地 区都适合新建大型抽水蓄能电站。同时，农村又广泛分布着众多的发电之用 的小水电、小型抽水蓄能电站和抗旱排涝与农业灌溉之用的电灌站，这些电 站/灌站平时的设备利用率可能较低，导致经济性较差。如果能利用这些现有 的设施，构建一个具有抽水蓄能功能的系统，那么既可以辅助解决电力系统 中的相关问题，又可以提高这些电站/灌站的经济效益。 基于上述思想，论文利用这些现有设施，构建了分布式抽水蓄能系统。 这种分布式抽水蓄能系统是由若干产权彼此独立、但技术上可以相互依存、 经济利益上相互共赢的联营体构建而成。整个系统是一个分散的、自治的系 统。每个联营体都享有充分的自主性，参与方可以根据实际情况灵活地构建 联营体，体现了因地制宜的原则。本文重点分析了三种典型联营体的构建方 式，借此可以构建其它类型的联营体。 参照大型抽水蓄能电站的效益评价方式，本文对分布式抽水蓄能系统进 行了各项效益的评估：分析了其对于参与方、电网公司、电网中的电源以及 整个社会的效益。针对分布式抽水蓄能系统分散自治的特点，重点对其静态 效益进行了定量评估，尤其是经济效益。算例表明，分布式抽水蓄能系统在 经济、环境和社会等几个方面，效益明显。 基于联营体自治的基本思想，论文设计了分布式抽水蓄能系统的运营方 式，实际上也就是设计了各个联营体的运营方式。本文重点设计了三种典型 联营体的运营方式，建立了联营体运行时的经济效益模型，并设计了联营体 中各个参与方之间的效益分配机制。算例表明，本文所设计的运营方式简便 易行，具有广泛的适用性，并且可以取得较大的经济效益。 本文得到国家自然科学基金项目《含间歇式电源的大型电力系统绿色能 效协联优化理论研究》和高等学校博士学科点专项科研基金课题 《电力网络复合源流分析与调控理论研究》（20102302110021）资助。 关键词：储能技术；分布式系统；抽水蓄能；效益评估；运营策略 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - III - - - PAGE IV - Abstract With the improvement of peoples living standard and the adjustment of industrial structure, the structure of the power load in the power system is constantly changing. This situation causes that the difference between peak-time and valley-time of the power load has been increasing y