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风光互补系统混合储能优化配置研究

风光互补系统混合储能优化配置研究

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作者：杨思溦沈阳农业大学

学位级别：硕士

随着化石能源消耗对环境污染问题的加剧,可再生能源发电得到了快速的发展,然而可再生能源发电的不确定性导致弃风弃光问题严重。作为消纳可再生能源发电的有效手段,在风光互补模型中,混合储能被应用于平抑可再生能源出力的波动。随着负... 详细信息

随着化石能源消耗对环境污染问题的加剧,可再生能源发电得到了快速的发展,然而可再生能源发电的不确定性导致弃风弃光问题严重。作为消纳可再生能源发电的有效手段,在风光互补模型中,混合储能被应用于平抑可再生能源出力的波动。随着负荷需求响应的发展,更多的负荷参与系统需求响应;此外,混合储能低碳特性进一步限制了火电/燃气机组的输出功率,进一步增大混合储能系统的调度难度。因此,如何更加经济的实现混合储能系统优化配置和调度运行是一个亟需解决的问题,针对此问题,本文研究内容如下:1)混合储能系统为解决能源效率和环境污染等问题提供了一种新的途径,同时有效提升了可再生能源发电的消纳水平。以含混合储能系统的风光互补联合系统为切入点,构建了电储能、储热罐、抽水蓄能电站优化模型,重点分析了各设备运行原理。此外,对风力发电机组、太阳能电池方阵、电转气设备和碳捕集设备进行了详细建模和运行特性分析,深入分析各设备之间输出、输入关系,为后续混合储能系统优化奠定模型基础。2)为解决多类型负荷背景下混合储能的容量优化配置问题,本文提出一种多类型负荷综合需求响应(Integrated demand response,IDR)的混合储能优化配置模型,旨在确定电储能和抽水蓄能电站最优容量配置。结合电、热负荷不舒适度系数,构建多类型负荷用能不满意度模型,并以成本的形式计入混合储能优化配置模型中。为精确评估多类型负荷整体用能满意度水平,提出一种综合满意度指标,防止负荷过度响应等问题。采用CpLEX对混合储能优化配置模型求解,验证所提模型及算法的有效性。3)在多类型负荷集群需求响应模型和混合最优容量配置的基础上,本文提出一种碳捕集-p2g和奖惩型阶梯碳交易相结合的混合储能低碳经济调度模型。构建新能源参与的碳捕集-p2g联合运行模型,增强碳捕集-p2g对二氧化碳的捕集/消耗能力,在提升可再生能源消纳的同时,进一步降低混合储能系统碳排放水平。引入奖惩型阶梯碳交易机制,从碳排放成本角度进一步限制系统碳排放量,同时,与碳捕集-p2g共同组成混合储能低碳模型。采用CpLEX对混合储能低碳经济优化模型求解,验证所提模型及算法的有效性。

关键词：风光互补混合储能综合满意度指标奖惩型阶梯碳交易机制碳捕集-p2g联合模型

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