风电消纳能力评估方法的研究

论文总字数：16115字

摘 要

随着时间的推移，中国电力发展已经从分散式发展和局部消费的模式转变为大规模、集约化、长距离和高压输电模式。然而，这种改造模式也带来了一些问题，比如无序过度发展风电，导致低风电的消纳能力，大规模弃风和调峰困难，这不仅浪费了资源，同时也带来了一定的困难给系统的运行。

本论文对风电消纳研究的概念做一个阐述，并且研究风电消纳对电网的影响，最后对风电消纳能力进行分析和计算。主要内容有风电消纳的背景，中国风电的发展，国内外对风电消纳的研究，通过现有消纳理论的深入分析，总结了影响风力消纳的因素:电源结构,电网构架,负荷特性,电网运行水平和风电技术水平，对提高风电消纳能力给出了建议，最后阐述了风电消纳能力的算法，并对典型孤立系统进行计算，总结了影响风电场最大允许装机容量的因素。

关键词：风电；消纳能力；分析方法；风力发电

Research on Evaluation Method of Wind Power Consumption Capacity

Abstract

Over time, China"s power development has shifted from a model of decentralized development and local consumption to a large-scale, intensive, long-distance and high-voltage transmission mode. However, this transformation model has also brought some problems, such as disorderly over-development of wind power, resulting in low-wind power consumption, large-scale abandonment of wind and peaking difficulties, which not only wastes resources, but also brings certain Difficulties give the system a run.

This paper makes an expound on the concept of wind power consumption research, and studies the impact of wind power consumption on the power grid. Finally, it analyzes and calculates the wind power consumption capacity. The main contents include the background of wind power consumption, the development of wind power in China, and the research on wind power consumption at home and abroad. Through the in-depth analysis of existing consumption theory, the factors affecting wind consumption are summarized: power structure, power grid structure, load characteristics. The grid operation level and wind power technology level have given suggestions for improving the wind power consumption capacity. Finally, the algorithm of wind power consumption capacity is described, and the typical isolated system is calculated. The factors affecting the maximum allowable installed capacity of the wind farm are summarized.

Keywords: Wind Power， Consumption Capacity， Analytical Method， Wind Power Generation

目录

摘 要 I

Abstract Ⅱ

第一章 绪 论 1

1.1 课题的背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1中国风电发展 1

1.2.2国外风电消纳研究 3

1.3本章小结 4

第二章风电消纳理论 5

2.1外部性理论 5

2.2风能资源评估 5

2.3风电消纳因素分析 6

2.3.1电源结构 6

2.3.2电网构架 6

2.3.3负荷特性 7

2.3.4电网运行水平 7

2.3.5风电技术水平 7

2.4风电消纳方法分析 7

2.5本章小结 8

第三章 风电消纳能力算法 9

3.1 风电日负荷特性 9

3.2风电等效容量系数 9

3.3电网平均调峰裕度 9

3.3.1最大负荷时的调峰裕度 9

3.3.2 平均调峰裕度 10

3.4电网风电消纳能力计算 10

3.5典型系统风电消纳能力计算 10

3.5.1 计算条件 10

3.5.2 计算结果及其分析 11

3.6本章小结 11

第四章 总结与展望 12

致谢 13

参考文献 14

第一章 绪论

1.1 课题的背景和意义

风力发电是利用通过风力涡轮机的空气流来提供机械动力以转动发电机并且传统上用于进行其他工作，例如铣削或泵送。作为燃烧化石燃料的替代方案，风能丰富，可再生，分布广泛，清洁，运行期间不产生温室气体排放，不消耗水，并且使用的土地很少。与化石燃料来源相比，环境问题要少得多。

风电场由许多单独的风力涡轮机组成，这些风力涡轮机连接到电力传输网络。陆上风是一种廉价的电力来源，与煤炭或天然气厂竞争或在许多地方竞争。海上风电比陆地风更稳定，更强大，海上风电场的视觉影响更小，但建设和维护成本要高得多。小型陆上风电场可以将一些能量输入电网或为隔离的离网位置提供电力。

风能提供可变功率，每年都非常一致，但在较短的时间尺度上具有显着的变化。因此，它与其他电源一起使用以提供可靠的电源。随着一个地区风力发电比例的增加，可能需要升级电网并降低取代传统生产的能力。电力管理技术，例如拥有过剩的容量，地理分布的涡轮机，可调度的水源，足够的水力发电，向邻近地区输出和输入电力，储能或在风力发电量低时减少需求，在许多情况下可以克服这些问题。天气预报允许电力网络准备好发生的可预测的生产变化。

2018年，全球风电装机容量增加9.6％总计591GW。2017年，每年风能产量增长17％，达到全球电力使用量的4.4％，并提供欧盟电力的11.6％。丹麦是风力发电最高的国家，2017年风电耗电量的43.4％。全球至少有83个国家正在使用风力发电来供电。

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