基于儲能系統(tǒng)成本的風(fēng)場儲能容量優(yōu)化研究.pdf

1、化石能源儲量的急劇降低和人類過度開采使用造成的嚴(yán)重環(huán)境污染已經(jīng)成為目前人類經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的主要問題之一，大力發(fā)展清潔無污染新能源已經(jīng)成為解決能源告急和氣候問題的關(guān)鍵解決途徑。風(fēng)能在地球上分布范圍廣，可開采儲量巨大，清潔無污染，具有很大的商業(yè)化潛力和大規(guī)模應(yīng)用前景。然而風(fēng)能本身波動性、間歇性、反調(diào)峰性和難預(yù)測性等性質(zhì)為風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)帶來了難題，對電能質(zhì)量帶來明顯的負(fù)面影響，給風(fēng)力發(fā)電甚至新能源的進(jìn)一步推廣和發(fā)展帶來阻力。儲能設(shè)備作為一種

2、能量轉(zhuǎn)換裝置，能夠快速且大量的在電能和其他形式能量間轉(zhuǎn)換，可以以平抑波動、“削峰填谷”等手段解決電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定運行等問題，也為風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的大規(guī)模并網(wǎng)使用帶來了一種現(xiàn)實有效的解決方案。
　　本文在利用現(xiàn)有理論和資料的基礎(chǔ)上，研究基于儲能設(shè)備年均成本的儲能容量優(yōu)化。首先，分析了風(fēng)電和風(fēng)電輸出的特性，利用華東地區(qū)某風(fēng)場的數(shù)據(jù)分析了風(fēng)電的波動性、反調(diào)峰性和難預(yù)測性。接著分析了儲能設(shè)備的特性，通過對多種儲能設(shè)備特性的分析、比較和目

3、前的商業(yè)化應(yīng)用情況，找出最適合作為風(fēng)場儲能的設(shè)備，建立了風(fēng)場儲能設(shè)備在功率和容量上的約束條件。其次，針對當(dāng)前風(fēng)電預(yù)測中存在的誤差，根據(jù)多篇文獻(xiàn)中對風(fēng)電輸出預(yù)測誤差的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提出了考慮預(yù)測誤差的風(fēng)電輸出功率范圍，利用該風(fēng)電輸出功率范圍與負(fù)荷需求可以預(yù)測風(fēng)場任意時刻滿足削峰填谷時對功率的需求，進(jìn)而分析儲能設(shè)備在不同額定功率和額定容量參數(shù)下的充放電功率情況，并由此得到儲能設(shè)備任意時刻充放電功率的表達(dá)式。最后，對儲能設(shè)備的額定功率和額定容量進(jìn)

4、行優(yōu)化求解?；趦δ茉O(shè)備的年均成本、棄風(fēng)的經(jīng)濟(jì)損失和備用機(jī)組發(fā)電的成本得到目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)的約束條件得到優(yōu)化計算的約束條件，利用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行最優(yōu)功率和容量計算。并對某實際風(fēng)場的儲能設(shè)備額定功率與容量進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)功率與容量，根據(jù)已有的評價指標(biāo)，與采用完全儲能方式的風(fēng)場在各方面進(jìn)行評價與分析。
　　應(yīng)用本文的模型對實際風(fēng)場數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化計算的結(jié)果表明，在考慮棄風(fēng)量和備用機(jī)組發(fā)電量的前提下，風(fēng)場滿足“削峰填谷”需求的