【摘 要】
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随着传统化石能源的逐渐枯竭与环境问题的日益突出,开发新能源、降低二氧化碳排放已成为国际间共识。风力发电技术凭借其技术成熟、发电成本低、资源分布范围广等优势发展迅速,得到了大规模开发利用。我国风电资源与负荷中心的逆向分布特征以及风力发电的不确定性阻碍了风电的大规模消纳,将柔性直流输电技术与储能技术相结合,为实现我国大规模风电消纳提供了一种可行方式。在此背景下,本文进行了含大规模风电接入的直流输电网储
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随着传统化石能源的逐渐枯竭与环境问题的日益突出,开发新能源、降低二氧化碳排放已成为国际间共识。风力发电技术凭借其技术成熟、发电成本低、资源分布范围广等优势发展迅速,得到了大规模开发利用。我国风电资源与负荷中心的逆向分布特征以及风力发电的不确定性阻碍了风电的大规模消纳,将柔性直流输电技术与储能技术相结合,为实现我国大规模风电消纳提供了一种可行方式。在此背景下,本文进行了含大规模风电接入的直流输电网储能配置研究,以期通过配置电池储能提高系统的风电消纳能力与运行经济性。主要研究成果包括:（1）提出了适用于直流输电网的储能优化配置模型,并通过分段线性化、锥松弛及大M法对模型进行凸化处理。基于历史数据筛选出各季节系统净负荷峰谷差最大的单日作为该季节典型日,对风电汇集的多端直流电网进行仿真并对比了不同储能成本及弃风惩罚系数下的配置结果。仿真结果表明通过配置电池储能提高了系统的风电消纳能力与运行经济性,验证了所提模型与方法的有效性。（2）为使规划结果能够反映电力系统的时序运行特性,提出了基于时序生产模拟的直流电网储能配置模型。模型为双层规划形式,外层模型采用粒子群算法对储能配置方案进行优化,内层模型基于时序生产模拟规划系统年运行方案并计算系统全年运行成本。根据负荷及风电出力全年历史数据进行仿真,得到了能够有效考虑电力系统时序运行特性的储能配置方案及系统运行结果,在此基础上将储能的始末荷电状态纳入优化范围,所得规划结果进一步提升了系统风电消纳能力与运行的经济性。（3）为使规划结果能够考虑风电出力不确定性,提出了一种基于数据驱动的直流电网储能鲁棒优化配置模型,利用风电出力历史数据建立广义凸包形式的不确定集合表征风电出力不确定性,从不确定集合提取风电出力极限场景,并采用C＆CG算法求解模型。最后,在不同弃风率限制下,对储能配置方案及系统成本进行了对比,结果表明通过允许一定规模的弃风可以降低储能配置规模并提高系统运行经济性。（4）为了选取综合效果最优的储能配置方案,提出了基于层次分析法的直流电网储能配置方案评估方法。通过风电利用率、系统调节能力、经济性以及环境友好度等指标衡量储能配置方案的综合效果,并对文中不同储能配置方案进行评估,评估结果表明,在本文所构建的场景下,基于时序生产模拟的直流电网储能配置模型所得方案具有最优的综合效果。
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