论文部分内容阅读
太阳能对于人类社会的发展来说是一种储量可观的清洁能源,顺其自然成为了一次能源的代表。光热发电最显著的特征是其调节特性与常规火电机组接近,大规模、大容量的太阳能光热电站并网后对系统造成的影响已不容忽视。应充分利用光热电站的可控性和可调度性,合理配置光热电站储热容量,而建立光热电站的模型,是对其进行科学控制、分析光热发电效益的基础。因此,如何让光热电站充分发挥其特性,配合常规火电站联合发电,让系统在安全性、稳定性、经济性等方面得到改善和提升,是一个具有长远意义的研究课题。本文首先对光热电站与常规电站联合运行的国内外研究现状,进行梳理与对比分析,了解光热发电的分类、结构以及运行特点,研究光热发电从太阳能转换为热能,再转换为电能的工作过程,分析了其工作机理,以及光热电站以储热系统为核心,各个运行环节在光热电站运行时起到的作用,以进一步研究光热电站出力时的可调节性和经济性。然后,在考虑传统的火电厂发电约束,光热发电合理调控以及储热、放热特性等因素的基础上,以综合发电成本最少作为唯一目标函数,构建了含储热光热电站与火电站联合发电模型。目标函数的内容主要涵盖了火电机组的常规运行成本、光热发电的常规运行维护成本和并网消纳后折算为经济效益的环保经济性,在Matlab平台借助PSO算法对算例进行优化计算。算例结果表明:当太阳能光热电站发电消纳并网时,对其进行出力优化调度后的每日综合运行成本,较仅依靠太阳光照自然出力时的成本平均降低了 10.82万元,节约了 9.7%,显著减轻了常规电厂的发电负担,降低了联合发电系统的运行费用。最后,为了适应常规化石能源电站和光热等清洁能源电站协同发电,联合上网的发展趋势,充分发挥含储热光热电站的各项优势,在考虑经济性的前提下,额外加入改善等效负荷峰谷差和增加光热电站并网消纳量两个目标函数,提出含储热光热电站与火电站联合发电的多目标优化调度模型。将PSO算法加以改进后使其适用于求解多目标优化问题。算例结果表明:结合春、夏、秋、冬四个典型调度日的实际光照量,光热发电合理调度与自然并网时的出力相比,每日的综合运行成本仍然平均降低了 4.34万元,节约了 3.99%,改善了联合系统的经济性;CSP电站的等效负荷方差平均降低了 21.90%,等效负荷峰谷差平均降低了 17.51MW,约11.15%,体现了光热电站的削峰填谷能力,显著改善了等效负荷曲线;并且光热电站的并网消纳量平均增加了 23.17%。