考虑混合储能的综合能源系统调度方法研究

作     者：刘超 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡林献

授予年度：2020年

学科分类：080702[工学-热能工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：综合能源系统 混合储能 协调运行策略 风电消纳 优化调度 

摘      要：综合能源系统可以实现多种能源之间的协调互补,提高能源利用率。在综合能源系统中配置储能装置,可以进一步提高能源利用率、促进风电消纳、保障系统安全可靠运行。但单一的储能有局限性,为此本文针对不同的综合能源系统,提出了不同的混合储能协调策略,验证协调策略的消纳弃风效果与经济性,然后研究了储能装置容量以及储电效率对系统消纳弃风效果的影响。首先,搭建了包含电、热、气三种储能的综合能源系统结构,其次针对电力系统与天然气系统形成的电气耦合系统,以数学方式建立了电/气混合储能装置的模型,研究了储电与储气协调运行策略,分析了电/气混合储能装置的消纳弃风机理,并建立了考虑电/气混合储能的电气耦合系统调度模型。仿真分析了储气-储电协调运行策略的弃风消纳效果与经济性,并进一步分析了电储能装置容量与储气装置容量对系统弃风率的影响,算例分析表明,电/气混合储能协调运行策略有利于风电消纳和系统经济运行,同时随着储能装置容量增大,弃风率有所降低,且电储能装置容量的改变对弃风率影响更大。其次,针对电、热两种子系统耦合形成的热电联合系统,首先介绍了热力系统结构,其次以数学方式建立了电/热混合储能装置的模型,研究了储电与储热协调运行策略,分析了电/热混合储能装置的消纳弃风机理,最后构建了考虑电/热混合储能的热电联合系统调度模型。仿真分析了储热-储电协调运行策略的弃风消纳效果与经济性,并进一步分析了储热装置容量对系统弃风率的影响,算例分析表明,电/热混合储能协调运行策略有利于风电消纳和系统经济运行,并且随着储热装置容量增大,弃风率有所降低。最后,针对电、热、气三种子系统耦合而成的综合能源系统,研究了储电、储热与储气协调运行策略,分析了电/热/气混合储能装置的消纳弃风机理,并构建了基于电/热/气混合储能的综合能源系统调度模型。仿真分析了储电、储热与储气协调运行策略的弃风消纳效果与经济性,并进一步分析了储电效率对系统弃风率的影响,算例分析表明,电/热/气混合储能协调运行策略有利于风电消纳和系统经济运行,并且随着储电系统效率增大,弃风率有所提高。