水光互補協調運行的理論與方法研究.pdf

1、隨著我國環(huán)境污染、能源緊缺等問題日益凸顯，可再生能源得到了重視和發(fā)展，尤其是規(guī)?；墓夥l(fā)電得到了快速發(fā)展。但是，光伏發(fā)電存在著隨機性、間歇性、波動性等特點，這給電網的調度帶來了困難，也影響了光伏發(fā)電的并網消納。因此，采用水光互補的新思路，研究光伏發(fā)電并網消納問題，具有重要理論意義和應用價值。
　　本文以目前全球最大的黃河龍羊峽320MW光伏電站與龍羊峽、拉西瓦等水電站為研究對象，采用了一種全新的水光電互補協調運行方式，研究光伏發(fā)

2、電并網消納問題。旨在探討水光互補協調運行的理論和方法，研究成果具有較強的系統(tǒng)性、科學性和可操作性，為水光互補提供了理論支撐。論文取得的主要研究成果如下：
　?。?）構建了水光互補協調運行的理論與方法體系，為光伏的并網消納提供了新途徑。在對比了分析了水電與光電各自的特點、水光互補特性、水光互補的基本原理、水光互補的基本模式等基礎上，提出了一些水光互補協調運行的新概念，建立了光伏出力預測和水光互補協調運行模型，發(fā)展了水光互補協調運行的

3、理論與方法。
　?。?）針對光伏的隨機性、間歇性、波動性等特點，以及水電的快速調節(jié)的優(yōu)點，分析了短期調度中水電對光伏的補償能力和水光互補電源的調峰能力，揭示了水光互補的機理，即通過水電一次補償光電鋸齒波動和二次補償光電的間歇性、波動性和隨機性；水電可以在短期調度中以容量支持光電，光電則可以在中長期調度和調峰運行中以電量支持水電。
　　（3）對比了水電與光電各自的特點，分析了水光互補性以及闡述水光互補的基本模式；研究水光互補的

4、基本原理以及計算方法；提出了“虛擬水電”的概念，并分析其內涵，將水電打包上網的新能源被視為水電站的“虛擬機組”。
　?。?）針對龍羊峽光伏電站短期和超短期出力預測問題，建立了四種不同的預測模型：馬爾科夫鏈模型、逐步回歸預測模型、自適應BP神經網絡預測模型和自適應Elman神經網絡模型。分析了各模型的特點和優(yōu)點：馬爾科夫模型著重的是預測相鄰兩天的功率輸出值范圍，其建模過程簡單，易于實現；BP神經網絡和Elman神經網絡模型適應于小時

5、出力的預測，采用自適應優(yōu)化隱含層節(jié)點數，通過網格搜索優(yōu)化得到準確的參數，其模型預測精度高；逐步回歸模型采用的是線性預測法，對晴天的出力預測較為準確，但是陰天和雨天預測誤差較大。
　　（5）建立了基于龍羊峽水光互補協調運行的調峰能力最大數學模型，提出了基于模擬迭代的模擬優(yōu)化方法，研究了水光互補對龍羊峽調峰能力的影響。通過求解調峰能力最大模型，反推水光互補總出力過程。采用模型分別對晴天、陰天和雨天三種不同的典型模式進行計算，結果表明：

6、經過水光互補之后，龍羊峽調峰能力分別可提高18％，9%和5%。采用模型進行了長系列計算，結果表明：龍羊峽調峰能力平均可提高10%左右。
　?。?）研究了水光互補對龍羊峽、拉西瓦兩水庫日水量調度的影響。晴天、陰天和雨天三種模式下的計算結果表明：經過水光互補之后，龍羊峽一日的出庫水量變化很小，出庫水量變化量最大相差0.21%；此外，經過拉西瓦水庫的反調節(jié)以后，水位波動幅度最大僅為1.32m，相對于未互補之前，增幅為0.07m，占拉西瓦