风电增发挤出效应及其效益评估方法

【摘要】：随着经济和社会的飞速发展，能源可持续供应问题和环保问题受到更为广泛的关注，大规模风力发电替代火力发电能够有效减少化石能源的消耗、避免火力发电产生的温室气体和污染物排放，而成为一种重要的替代能源。 由于风电机组输出功率取决于自然风速，具有不确定性、波动性和不完全可控性，因此当风电接入容量超过一定比例时，风电功率波动会对所接入电网的安全经济运行产生不利影响。特别是对于以火电调峰为主的电网，风电功率增加将迫使火电调峰机组出力下降，使其偏离最佳运行点而低效运行，尤其是当系统常规调峰容量耗尽时，风电功率增发将引起火电调峰机组运行成本急剧增加，进而出现全系统节能减排效益和经济效益均降低的现象。因此，在满足给定的用电负荷需求，如何评估既有电网的风电接入效益是含大规模风电系统发电控制的重要基础。 本文以大规模风电接入火电调峰为主的电网作为研究对象，实证分析了大规模风电功率特性及其对电网调峰的影响。重点研究了系统负荷低谷时段，系统常规调峰容量耗尽时风电增发造成火电调峰机组运行成本和污染物排放急剧增加的问题，提出了风电增发的“挤出效应”概念，分别从全系统节能减排和经济效益角度，建立了考虑火电调峰机组运行成本的风电效益评估模型，可定量评估既有电网风电接入后的效益问题。 最后，通过算例分析验证了方法的有效性，给出了提高风电效益并有效抑制“挤出效应”的应对策略，分析了采用弃风策略后的全系统效益以及能耗定价、CO2排放价格对风电节能减排效益的影响。 【关键词】：风力发电 挤出效应 节能减排 经济效益
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 课题研究现状12-17
• 1.2.1 国内外风力发电发展现状12-15
• 1.2.2 风电接入对电力系统影响研究现状15-16
• 1.2.3 风电效益研究现状16-17
• 1.3 本文主要工作17-19
• 第2章 风电功率特性及对系统调峰的影响19-29
• 2.1 风电功率特性分析19-26
• 2.1.1 风电功率输出特性19-22
• 2.1.2 风电功率波动特性22-25
• 2.1.3 风电功率与负荷的相关性分析25-26
• 2.2 风电接入对系统调峰影响分析26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 风电增发的挤出效应概念29-35
• 3.1 火电机组调峰及分类29-30
• 3.2 火电机组煤耗率曲线拟合30-31
• 3.3 风电增发“挤出效应”概念31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 风电效益评估方法35-45
• 4.1 火电机组污染物排放计算35-38
• 4.1.1 火力发电燃煤 SO2排放量35
• 4.1.2 火力发电燃煤 NOx排放量35-36
• 4.1.3 火力发电燃煤 CO2排放量36
• 4.1.4 火力发电燃煤 CO 排放量36-37
• 4.1.5 火力发电燃煤烟尘排放量37
• 4.1.6 火力发电燃油污染物排放量37
• 4.1.7 污染物排放量的等值计算37-38
• 4.2 风电节能减排效益评估方法38-41
• 4.2.1 风电替代火电的节能减排效益评估模型39-41
• 4.2.2 风电增发的边际效益41
• 4.3 风电接入电网经济效益评估41-43
• 4.3.1 风电效益41-42
• 4.3.2 火电效益42-43
• 4.3.3 全系统经济效益43
• 4.4 本章小结43-45
• 第5章 算例分析45-61
• 5.1 算例概况45-49
• 5.2 风电替代火电节能减排效益算例分析49-51
• 5.3 风电接入电网经济效益算例分析51-52
• 5.4 抑制“挤出效应”合理弃风及其效益分析52-56
• 5.5 能耗定价及 CO2排放价格对节能减排效益的影响56-60
• 5.6 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-67
• 附录 A 火电机组开机计划67-69
• 附录 B 弃风后的火电机组开机计划69-71
• 附录 C 火电机组煤耗率数据71-74
• 攻读学位期间发表论文与科研情况74-75
• 致谢75

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