限电工况下的塔筒电梯最优供电模式研究

作     者：陈慧 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢丽蓉

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：弃风电量 遗传算法 塔筒电梯 最优供电模式 Beta分布 

摘      要：一次能源储量的减少以及一次能源燃烧对环境产生的破坏,推进了全球对可再生能源的开发和利用,其中风力发电以其较为成熟的技术和较为宽松的条件在我国大力发展。因为国家对风力发电的大力支持,我国西北地区如雨后春笋般涌现出了众多的风力发电场,过多的风机装机容量和电网负荷需求的不匹配已经造成了风力发电的冗余,使得西北地区的弃风量逐渐增高。本文从对弃风部分消纳的要求出发,以提升风电场检修便利从而降低风机故障为目的,提出运用弃风电量为塔筒电梯供电,并在弃风不足时采用储能系统作为塔筒电梯的补充电源的塔筒电梯供电模式。使用遗传算法对储能系统容量进行配置,然后提出计及检修计划调整的塔筒电梯最优供电模式,使用Beta分布建模遗传算法求解的方式进行储能容量最小区间配置,并对比两种供电模式的经济性。本文在实际数据的基础上统计计算风电场弃风电量和塔筒电梯使用功率,首先对无检修计划调整的塔筒电梯供电模式以配置储能系统经济性最优为目标,建立塔筒电梯储能系统模型,使用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行初步储能配置,并研究该系统的可行性。然后通过历史数据统计分析得到风电场日间时段的弃风概率,根据概率统计结果进行检修时段调度安排,并根据预测弃风时段提出的检修计划和实际弃风时段的匹配差异值使用储能系统进行补充的方法,提出了带有检修计划调整的塔筒电梯最优供电模式。采用一种基于Beta分布的储能容量误差分布特性的储能容量配置最小区间的研究方法进一步优化储能配比,对比两种塔筒电梯供电模式并得出有检修计划调整的塔筒电梯供电模式的经济性更好。首先,通过对新疆达坂城地区某风电场的实地调研,获得风电场实时数据包括风速、风功率、风机参数、检修工作票等相关数据用于后续研究。通过分析数据计算目标风电场的弃风功率,为塔筒电梯供电模式的储能配置打下基础。其次,根据风电场数据以及塔筒电梯的研究,计算风电场弃风电量和塔筒电梯使用功率,分析两者曲线规律并计算塔筒电梯所需储能系统补偿供电的电量。对无检修计划调整的塔筒电梯供电模式以配置储能系统经济性最优为目标,建立了塔筒电梯储能系统模型,使用GA进行初步储能配置,计算验证储能系统配置的可行性。最后,通过历史数据分析得到风电场日间时段的弃风概率,根据概率统计结果进行检修时段调整安排。由于弃风限电的不确定性和预测弃风概率时段的水平限制,根据预测弃风时段提出的检修计划和实际弃风时段的匹配差异值使用储能系统补充的方法,提出了有检修计划调整的塔筒电梯最优供电模式的储能系统配置,使用基于Beta分布建模的储能容量配置最小区间的研究方法,仿真结果证明了所提方法的正确性并对比了两种供电模式的经济性。