大規(guī)模儲能與風力發(fā)電協(xié)調(diào)優(yōu)化運行研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源日益匱乏，全球環(huán)境日趨惡化，風力發(fā)電規(guī)模急劇增大。同時風電出力的高度不確定性給電網(wǎng)安全運行帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，我國高集中度開發(fā)、遠距離輸送的風電開發(fā)利用模式更進一步增大了電網(wǎng)安全運行的風險。與此同時，快速發(fā)展的儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中可以視為在不同時間尺度下均能夠靈活功率響應(yīng)的電源，其規(guī)?；瘧?yīng)用為大規(guī)模風電并網(wǎng)所帶來的問題提供了新的解決途徑。
　　風電場配置相應(yīng)容量的儲能系統(tǒng)，可以有效地平抑風電功率波動，提高風電功率的可調(diào)度水

2、平以及電網(wǎng)中風電功率的消納能力。本文針對風儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行問題，從風儲系統(tǒng)優(yōu)化配置、風儲系統(tǒng)的實時優(yōu)化運行、風儲系統(tǒng)的復合運行模式等三方面進行了研究，形成了從系統(tǒng)規(guī)劃到實時運行以及綜合應(yīng)用的研究體系，目標在于有效平抑風電功率波動，保障儲能系統(tǒng)的合理性和經(jīng)濟性，同時探索儲能的復合應(yīng)用模式，以充分利用儲能容量，提升其運行經(jīng)濟性。為此，本文主要做了如下方面的研究工作:
　　在風儲系統(tǒng)的優(yōu)化配置方面，通過對影響儲能系統(tǒng)充放電的因素分析，

3、構(gòu)建了荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）的分區(qū)限值模型。在此基礎(chǔ)上，以SOC為參量，提出基于可變功率修正系數(shù)的儲能系統(tǒng)充放電控制策略，在儲能系統(tǒng)有效平抑風電波動的同時，有效抑制過充過放現(xiàn)象，保證儲能裝置的運行壽命;其次，對風儲系統(tǒng)優(yōu)化運行的成本進行了研究，從建設(shè)成本與運行成本兩個維度，對風儲系統(tǒng)的經(jīng)濟運行成本進行了綜合分析，實現(xiàn)了顧及調(diào)度需求、儲能運行壽命和經(jīng)濟性的儲能容量優(yōu)化。
　　在風儲系統(tǒng)的實時優(yōu)化運行方面，

4、首先深度剖析了風電出力的特性，提出了基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的風功率超短期預(yù)測方法，研究表明當前的風電超短期預(yù)測水平可為儲能系統(tǒng)的超前優(yōu)化控制提供信息基礎(chǔ)。為此，本文將超短期風功率預(yù)測結(jié)果引入風電場復合儲能系統(tǒng)（Hybrid Energy Storage System，HESS）控制過程，并利用預(yù)測功率信息提出了HESS超前優(yōu)化控制策略。該策略通過分析影響HESS運行效率的主要約束，構(gòu)建了高效的HESS充放電控制策略，并以SOC偏移方差最小為目

5、標函數(shù)構(gòu)建了HESS各存儲介質(zhì)同步啟動情況下的優(yōu)化控制模型，獲取未來時間區(qū)間HESS介質(zhì)的充放電功率控制模式。
　　在風儲系統(tǒng)的復合應(yīng)用模式研究方面，基于風電場群的空間平滑效應(yīng)，分析了區(qū)域風電場群配置儲能電站(Battery Energy Storage Station，BESS)的運行形態(tài)和復合應(yīng)用模式，指出當前規(guī)模的BESS可參與功率波動平抑和適度的電網(wǎng)調(diào)峰;基于構(gòu)建BESS充放電策略，提出了以運營成本最小為目標的成本優(yōu)化模型