新能源的互补运行与储能优化调度

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1、新能源的互补运行与储能优化调度第1章绪论1.1课题研究背景及意义随着石油、煤炭等化石燃料的不断消耗，能源短缺、环境污染和生态环境恶化等问题日趋严重。我国的煤炭资源量，在相当长时间里能满足消费需求，但由于消费增速过快，煤炭的年产量已经超过了实际的科学产能能力，并且带来了一系列的生态环境和生产安全的问题。石油对外的依存度持续上升。天然气（包括非常规天然气）有上升的空间，但靠天然气依旧难以实现对煤炭的替代。非化石能源是一个不断增长的方向，但需要一定的时间，才能实现在一次能源结构中占有高比例。因此，伴随着我国能源年消耗量的增长，能源供应在客观上受限于科学供给能力。其

2、次，在我国东部大部分地区，受到重度空气污染，使人民健康和我国的国际形象受到了严重影响。而其中，污染排放源最主要的是石油和煤炭的利用。改善空气质量需减少排放的污染气体，和应对气候变化需减少排放的温室气体基本是同一根源的。因此，我国环境的容量制约着能源的发展，而能源带来的环境问题及其治理，应该被视为能源安全的主要内涵。最后，国际上能源的革命正在兴起，这是一场关于可持续发展战略未来的竞争。而我们是否能赢得这场竞赛，关乎中国能源安全高度重视的新课题[1]。显然我国传统的以煤为主自给，以引进油、气为重心的能源安全战略，对解决我国能源安全问题的指导作用已下降，应该转向追

3、求低礙新能源技术的进步和新能源产业的发展。从技术、政策、制度等多个方面，促进可再生能源（包括水电、风电、太阳能、生物质能、泣圾资源化利用、地热、海洋能）和核电等非化石能源的稳步发展，增加它们在我国一次能源中的占有比例，占领绿色、低碳可持续发展战略的制高点。这也是我国能源长期竞争力的核心，是保证我国能源安全的长远策略。国家已明确非化石能源2020年占比应大于15%,并建议2030年应能超过25%，2050年应提升至40%-50%。1.2各新能源发电现状目前，丹麦在全球已成为风电发电量占发电量比例最高的国家，约为20%，最高时曾达到60%;西班牙2010年风力发

4、电能力占全国年平均水平总发电量的16.4%，居世界第二；法国2011年风力发电占全国总用电量的比重已增加到2.5%。在世界风力发电飞速发展的同时，我国风力发电事业也在蓬勃开展[3]。2012年6月，中国的风电装机容量达5258万千瓦，取代美国成为世界第一风电大国。国家电网调度范围内风电并网装机容量为931亿千瓦时，总体维持稳定增长，风电发电量增长速度高于风电并网容量增长速度，风电利用小时数增加，风电运行指标再创历史新高。风电发电量在蒙西、蒙东、吉林、甘肃、冀北地区占总用电量的比例、风电瞬时输出功率占负载的比例等风电运行指标创历史新高，与国际先进水平相当。国家

5、电网调度范围风电逐年并网容量如图1-1所示[4]。丰富的风能资源与水资源的季节分布是互补的，风电的大规模发展在一定程度上可以弥补我国水电冬春两季枯水期发电电量不足和电力短缺。虽然在中国的风能资源非常丰富，但主要分布在西北、华北、东北等三北地区，资源分布较为集中。根据规划，到2020年，在支持建立配套电网的前提下，每一个风电基地总装机具备的潜力为1.38亿千瓦。然而，风电自身随机性、间歇性的特点加之局部电网接入能力不足、风电与电网发展不协调，使得中国风电在高速发展的同时，风电并网瓶颈日渐显现，吊装容量和并网容量间的差异比国际水平高得多。.第2章风光水储相关理论

6、2.1风力发电基本理论风力发电是解决大机组、大电网、高电压无法到达的边远农村供电问题的重要途径，分布式的风力发电能较好地满足这些地区发展对能源的要求。风力资源和其他能源相比有其比较明显的优势：可再生、无污染、利用简单等等。但风力资源也有其突出的缺点：(1)风能能量密度低因为风的能量来自于空气的气体流动，但空气的密度很小，所以风力资源的能量密度也很低。由于风的能量密度远远低于水能、波浪能和潮沙能，因此对于利用风能有一定的困难。(2)风能随机性和波动性大大气流时刻都在变化，风向、风速的脉动很频繁，所以风能的波动十分明显，极不稳定。风能会随时间、高度的变化而变化。

7、一天之中风能的强度变化基本可看作是周期循环的，如地面上夜间的风力弱，而白天的风力强；在当高度上升到100m-150m时，则夜里的风力强，白天的风力弱。..2.2光伏发电基本理论太阳能光伏发电的能量转换器是光伏电池，光伏发电的原理是光生伏打效应。当太阳光照射到光伏电池上时，电池会吸收光能，进而产生光生电子一空穴对。在电池内建电场的作用下，光生电子和空穴将会分离，电池两端会积累异号电荷，从而产生了光生电压。如果在内建电场的两端引出电极并接上负载，那么负载就会流过光生电流，进而获得功率输出[34]。水电厂是指把水能转换为电能的工程设施，它包含了为将水能转化为电能而

8、建造的水电站建筑物和设置的水电站设备。用建筑物集中天