论文总字数：22326字

摘 要

由于能源短缺和环境问题，中国已经采取了一系列的政策和措施，鼓励新能源的开发和利用。风能资源是巨大的，而发电技术是最成熟的。如果我们能够充分利用风能，这将有效缓解能源供应短缺和环境问题。然而，风能具有随机性和波动的特性。随着储能技术的发展，大规模的储能设备的应用已经成为可能。储能设备，不仅可以充分利用风能的最大化风力涡轮机的性能，而且稳定风电出力波动，改善电能质量。与降额输出模式相比，废弃的空气的量减少，并且在风电场的好处是提高。电网的操作模式会少一些，并且投资成本将降低。在全球能源短缺的背景下，大型储能设备的应用已成为电网未来发展的必然趋势。

风储联合输电系统的输出模式的变化会不可避免地影响系统的操作。本文是研究风电和储能系统的组合系统的输出功率曲线=周期，并且输出优化的策略被配制，其他火电机组利用最优经济调度原则与风存储的合成系统。风储联合输电系统的输电规划模型，建立了最大化系统的总收益的目标。系统采用两种调度策略，第一种是基于经济效益的火电机组调度策略，第二种是计及风储联合电站输出功率的动态经济优化配置。通过借用GAMS优化运算，结果表明，在生产生活中的负荷高峰期合理利用风储联合系统的能源配用，能够有效减少整个电站的总运营成本，同时也克服了风力发电的一些随机性，波动性的缺点。同时在低谷期能够将多余能量流向储能系统。实现了风储联合电站的优化配置，实现了经济效益和能源利用率的双赢局面。

关键词：风储联合 经济调度 储能优化配置 GAMS优化算法

Optimal dispatch and configuration of energy storage system in wind storage power station

Abstract

Due to energy scarcities and environmental problems, China has created great kinds of policies and measures to encourage the development and utilization of new energy. Wind energy resources are huge, and power generation technology is the most mature. If we can make full use of wind energy, this will effectively make up the shortage of energy supply and contaminated problems. However, clean energy has the characteristics of randomness and fluctuation.Due to the rapid development in technologies, the application of large-scale energy storage equipment has become possible. Energy storage device can not only do it’s best to maximize the performance of wind turbines, but also stabilize wind power output fluctuations.Meanwhile it can optimize power quality. Compared with the derated output mode, the amount of waste air is reduced, and the benefits in the wind farm are improved. The operating mode of the power grid will be less, and the investment cost will be reduced. In the context of global energy shortages, the application of large energy storage equipment has become an inevitable trend for the future development of the power grid.

Changes in the output mode of the wind-storage combined transmission system will inevitably affect the operation of the system. The output power curve of the combined system of wind power and energy storage system is divided into research periods, and the strategy of output optimization is formulated. Other thermal power generating units utilize a combined system of optimal economic dispatch principles and wind storage. The transmission planning model of the wind-storage combined transmission system establishes the goal of maximizing the total return of the system. The system uses two scheduling strategies, the first is based on economic benefits of thermal power unit scheduling strategy, and the second is a dynamic economic optimization configuration that takes into account the output power of the wind-storage combined power station. Through the use of GAMS optimization calculations, the results show that the rational use of the energy allocation of the wind storage system during the peak load period in production and life can effectively reduce the total operating cost of the entire power station, while also overcoming some randomness and fluctuations of wind power generation Sexual shortcomings. At the same time, excess energy can flow to the energy storage system during the trough period. The optimized configuration of the wind-storage combined power station is realized, and a win-win situation of economic benefits and energy utilization is realized.

Key Words: Wind storage; Economic; dispatch; Optimized energy storage configuration; GAMS

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及研究目的与意义 1

1.1.1课题研究的背景 1

1.1.2课题研究的目的与意义 3

1.2国内外研究现状 4

1.2.1风储联合电站的研究现状 4

1.2.2储能研究现状 5

1.3本文主要研究的内容 6

第二章 风储联合电站输电系统 8

2.1引言 8

2.2 风力发电系统原理 8

2.2.1风力发电机组类型 8

2.2.2风力发电的出力特性 9

2.3 储能系统特性与模型 10

2.3.1储能系统特性 10

2.3.2储能系统的数学模型 11

2.4 风储联合输电系统 13

2.5 本章小结 15

第三章 计及输出功率波动和风电场效益的风储联合系统多目标优化配置 16

3.1 引言 16

3.2 风储联合系统最优配置模型 16

3.2.1目标函数 16

3.2.2约束条件 16

3.3 GAMS中的电力系统优化建模 19

3.3.1一般原理 20

3.3.2一般结构 21

3.4 算例分析1 21

3.4.1算例数据 21

3.4.2算例求解 22

3.4.3基于风储联合电站出力最小的火力发电调度 23

3.4.4wind-DED中风储联合电站的调度问题 24

3.5 算例分析2 26

3.5.1模型参数设置 26

3.5.2算例求解 27

3.6 本章小结 30

3.6.1算例1与算例2分析对比 30

第四章 总结与展望 31

4.1 总结 31

4.2 展望 31

致 谢 33

参考文献 34

第一章 绪论

课题背景及研究目的与意义

在进入蒸汽时代后，人们对化石燃料的需求量越来越大。虽然说这个过程加快了经济的发展，但与此同时环境也受到了损坏，大量的化石燃料燃烧产生了巨大的危害，其中产生的雾霾不仅对环境造成了伤害，同时也威胁了人类的身体健康。化石能源燃烧所产生的污染问题已经受到了世界各国的关注，都已经采取了大量措施去改善目前的情况。

随着科技的不断发展与进步，世界范围内的工业水平也不断提高。这直接促进了世界的经济发展与提升，提升了人们的生活水平，使人们对生活的满意度提高。但与此同时化石燃料的使用计划却也发生了改变，由刚开始的不怎么需要，到现在的硬性需求，这无疑对大自然造成了巨大损害。在过去的十几年中，那些工业革命稀缺能源越用越少，造成了资源的大量减少，且在发达的地方需求度大目前资源分布在不断减少，而在贫困地区需求度没那么高目前资源分布还很多。这些需求带来的一些问题到目前为止已经不能忽略，世界上慢慢开始出现一些环境问题。在不久的将来，人类的科学技术水平不断提高，人口数量不断增大，必将刺激人类不得不重视新时代清洁能源的发展^[1-3]。

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