结合储能技术的电力系统低碳发展模式研究——以抽水蓄能为例

• 作 者: 何姗姗
• 机 构: 华北电力大学
• 出 处: 华北电力大学(北京) 华北电力大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 电力系统 抽水蓄能 可再生能源 效益评估 调峰填谷

目前，国际对温室气体效应和减排的研究越来越重视，我国现在仍然处于经济高速发展阶段，快速工业化必然会引发能源消费需求的迅速增多，进而加速温室气体排放。电力作为我国的国民支柱产业，温室气体排放大户，应当承担起减排重任。为实现电力系统的低碳发展，考虑化石能源日益枯竭现状，可再生能源在电力系统中所占比例逐渐升高。但由于可再生能源具有间歇、不稳定等特性，因此，我国电力系统必须优化传统发电模式，发展先进技术以便促进火电和可再生能源的联合发电。通过储能技术与电力系统相结合的方式，可大力减少电力系统的温室气体排放，实现我国低碳发展的目标。　　本文通过查阅相关文献和资料，仔细研究储能技术相关原理和运行特点，对比各储能技术选取合适的分析对象。了解全生命周期分析方法，站在全生命周期的角度对抽水蓄能电站的碳排放影响因素进行分析。建立抽水蓄能电站低碳发展的评价指标体系，并通过层次分析法对选取的每个指标进行权重系数计算。深入分析抽水蓄能电站的运行原理和功能，对比分析引入抽水蓄能电站进行储能后，电力系统的运行负荷曲线变化情况。建立火电、抽蓄-火电、风电-抽蓄-火电联合运行三种情境下电力系统各阶段的温室气体排放测算公式，对比分析结果，得到抽水蓄能进行调峰填谷后所能获得的环境效益。　　结果表明，从技术性能、经济效益、环境效益和安全性能四个方面建立抽水蓄能电站低碳发展综合效益的评价指标，形成了包含11个指标的三级指标体系。依据层次分析法得出环境效益的贡献最大，其次是技术性能，经济效益和安全性能贡献大小相同，排在最后。对比引入储能技术前后电力系统运行负荷曲线，可知引入抽水蓄能电站后即可以解决用电低谷的电能浪费问题，也可以发挥在用电高峰快速提供电能的优势。通过计算可知，风电-抽蓄-火电三者联合运行情境下电力系统所能收获的环境效益最好。抽水蓄能电站单独进行调峰填谷时的日减排效果一般，长期运行环境效益较好，且可以有效利用弃电量，提高可再生能源的消纳能力。另外，通过推广绿电认购和“荷-网-源”协调发展新模式，可以加强储能系统和电源、电网、负荷之间的互动。为可再生能源的开发利用、储能技术的推广以及电力系统的低碳发展提供新方案。