基于风电供热的消纳弃风方案研究

作     者：褚洪川 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：牟宪民

授予年度：2015年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：风电消纳 风电供热 运行机制 节煤效益 优化调度 

摘      要：当前,在我国风电快速发展的同时,弃风问题也越来越严重,造成了严重的资源浪费和国民经济损失。结合弃风的原因,分析了抽水蓄能、联络线外送、电锅炉和风电供热等几种消纳弃风方案的优缺点,结合我国电力系统特点,指出风电供热方案可能是当前解决我国东北地区弃风问题的最有效的方式,且在我国东北地区已经得到了大力推广,对促进风电消纳、缓解冬季风电并网运行困难具有重要意义。风电供热方案是通过电锅炉和蓄热装置代替传统的燃煤锅炉,利用低谷“弃风进行供暖,进而提高电网的风电消纳水平,具有明显的节煤效益和社会效益,若通过与风电厂进行合理的利益分配,也具有一定的经济效益。风电供热的运行机制是在弃风时段运行电锅炉制热,同时将部分热量存储起来;在非弃风时段由蓄热装置供热,电锅炉停机,从而实现了全部由“弃风电量满足热负荷;此外,还给出了极端情况下的灵活运行策略。但是,当电网弃风电量降低时,将消耗火电机组的发电量进行供热,由于发电火电机组的能源利用效率低于锅炉,与传统的供热方式相比,可能并不再节煤。为准确的分析风电供热的节煤效益并为其制定最优运行计划提供参考工具,本文建立了含风电供热的优化调度模型,以煤耗量最小作为目标函数,较传统的模型,约束中增加了热平衡、电锅炉运行、蓄热装置运行等约束条件。在模型的求解上,本文应用了CPLEX商业优化软件,具有求解速度快、解的质量高等优点。最后,通过算例验证了模型的有效性及风电供热的节煤效益,结果表明风电供热能有效的消纳低谷的弃风电力,但是其消纳弃风的能力有限,当弃风量降低时,节煤效益变差,结果对风电供热在我国的实际应用具有指导意义。