大規(guī)模儲(chǔ)能與風(fēng)力發(fā)電協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)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(fēng)力發(fā)電規(guī)模急劇增大。同時(shí)風(fēng)電出力的高度不確定性給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我國(guó)高集中度開(kāi)發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送的風(fēng)電開(kāi)發(fā)利用模式更進(jìn)一步增大了電網(wǎng)安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，快速發(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中可以視為在不同時(shí)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(fēng)電并網(wǎng)所帶來(lái)的問(wèn)題提供了新的解決途徑。
　　風(fēng)電場(chǎng)配置相應(yīng)容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以有效地平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，提高風(fēng)電功率的可調(diào)度水

2、平以及電網(wǎng)中風(fēng)電功率的消納能力。本文針對(duì)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行問(wèn)題，從風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)優(yōu)化配置、風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行、風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)合運(yùn)行模式等三方面進(jìn)行了研究，形成了從系統(tǒng)規(guī)劃到實(shí)時(shí)運(yùn)行以及綜合應(yīng)用的研究體系，目標(biāo)在于有效平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)探索儲(chǔ)能的復(fù)合應(yīng)用模式，以充分利用儲(chǔ)能容量，提升其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。為此，本文主要做了如下方面的研究工作:
　　在風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化配置方面，通過(guò)對(duì)影響儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)充放電控制策略，在儲(chǔ)能系統(tǒng)有效平抑風(fēng)電波動(dòng)的同時(shí)，有效抑制過(guò)充過(guò)放現(xiàn)象，保證儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行壽命;其次，對(duì)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的成本進(jìn)行了研究，從建設(shè)成本與運(yùn)行成本兩個(gè)維度，對(duì)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本進(jìn)行了綜合分析，實(shí)現(xiàn)了顧及調(diào)度需求、儲(chǔ)能運(yùn)行壽命和經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化。
　　在風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行方面，

4、首先深度剖析了風(fēng)電出力的特性，提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的風(fēng)功率超短期預(yù)測(cè)方法，研究表明當(dāng)前的風(fēng)電超短期預(yù)測(cè)水平可為儲(chǔ)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(fēng)功率預(yù)測(cè)結(jié)果引入風(fēng)電場(chǎng)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)（Hybrid Energy Storage System，HESS）控制過(guò)程，并利用預(yù)測(cè)功率信息提出了HESS超前優(yōu)化控制策略。該策略通過(guò)分析影響HESS運(yùn)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(biāo)函數(shù)構(gòu)建了HESS各存儲(chǔ)介質(zhì)同步啟動(dòng)情況下的優(yōu)化控制模型，獲取未來(lái)時(shí)間區(qū)間HESS介質(zhì)的充放電功率控制模式。
　　在風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)合應(yīng)用模式研究方面，基于風(fēng)電場(chǎng)群的空間平滑效應(yīng)，分析了區(qū)域風(fēng)電場(chǎng)群配置儲(chǔ)能電站(Battery Energy Storage Station，BESS)的運(yùn)行形態(tài)和復(fù)合應(yīng)用模式，指出當(dāng)前規(guī)模的BESS可參與功率波動(dòng)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(yùn)營(yíng)成本最小為目標(biāo)的成本優(yōu)化模型