分布式抽水蓄能系统的效益评估与运营策略

论文摘要

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》(50877014)和高等学校博士学科点专项科研基金课题

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 抽水蓄能问题的研究与应用现状
• 1.2.1 抽水蓄能电站的效益评估方法
• 1.2.2 抽水蓄能电站的运营模式
• 1.2.3 抽水蓄能电站研究与应用存在的局限
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 分布式抽水蓄能系统的构建
• 2.1 引言
• 2.2 分布式抽水蓄能系统的构建
• 2.3 分布式抽水蓄能系统典型联营体的构建
• 2.3.1 小水电和电灌站联营体的构建
• 2.3.2 小水电和小型抽水蓄能电站联营体的构建
• 2.3.3 电灌站和小型抽水蓄能电站联营体的构建
• 2.4 分布式抽水蓄能系统其它联营体的构建
• 2.5 本章小结
• 第3章 分布式抽水蓄能系统的效益评估
• 3.1 引言
• 3.2 分布式抽水蓄能系统收益者分析
• 3.3 分布式抽水蓄能系统经济效益评估
• 3.3.1 联营体获得的经济效益
• 3.3.2 分布式抽水蓄能系统的容量效益
• 3.4 分布式抽水蓄能系统的环境效益评估
• 3.5 分布式抽水蓄能系统的社会效益评估
• 3.6 本章小结
• 第4章 分布式抽水蓄能系统的运营策略
• 4.1 引言
• 4.2 小水电和电灌站联营
• 4.2.1 联营体经济效益数学模型
• 4.2.2 联营体运行的约束条件
• 4.2.3 小水电和电灌站联营策略
• 4.2.4 算例分析
• 4.3 小水电和小型抽水蓄能电站联营
• 4.3.1 联营体经济效益数学模型
• 4.3.2 联营体运行的约束条件
• 4.3.3 小水电和小型抽水蓄能电站联营策略
• 4.3.4 算例分析
• 4.4 电灌站和小型抽水蓄能电站联营
• 4.4.1 联营体经济效益数学模型
• 4.4.2 联营体运行的约束条件
• 4.4.3 电灌站和小型抽水蓄能电站联营策略
• 4.4.4 算例分析
• 4.5 多参与方联营体的运营
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢