风储联合系统功率提取运行控制策略储能容量优化

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1、风储联合系统功率提取运行控制策略储能容量优化张东山东国华时代投资发展有限公司摘要：风电作为一种环保、清洁的新型能源，成为了未來新能源的主要发展方向。风电大规模并网时会使电流频率和电网电压产生非常大的震荡，进而对电网的稳定性造成影响。储能系统可以利用功率快速的进行充放电，进而可以更加灵活的对风电功率的波动进行抑制，从而减少大规模风电并网时对电力系统产牛的干扰，进而保证风电并网的电能质量。本文重点分析风储存联合系统功率体系运行的控制策略和储能容量的优化措施。关键词：风储联合系统;功率提取;控制策略;储能容量优化;风力发电系统的大规模使用在一定程度上促进了清洁能源的发展。在实际应用过

2、程中，由于风具有间接性、随机波动性等特点，导致大规模并网的过程中会对电力系统造成比较大的影响。如何对风电功率波动下频率震荡进行平抑成为了风力发电系统大规模发展过程中需要解决的一个难题。利用储能装置可以对风力发电功率波动进行快速有效的平抑，环节风电功率波动性影响。当风力发电功率过剩时可以进储存，并在风力不足是利用储能系统供给所缺功率额度，从而保持系统稳定。而且储能系统可以使风电介入电网的能力得以提升，进而保证风电并网的经济型。因此，利用储能技术可以有效推进风电产业的进步和发展。1风储联合系统运行控制及相关特性分析风电储能系统职能对O-lHz之间的功率进行预测，对于超过1Hz以上的

3、功率只能进行吸收。因此，对风储联合系统控制运行的方式进行全面的分析，及时的掌握双馈型风机发电功率的输出性能，将蓄电池所特有的储能系统与超级电容器储能系统两者有效的结合起来，从而科学合理的分析和掌握风电混合储能联合系统并网运行控制的主要方式。通过分析发现，采用集中式风储联合系统并网发电的方式，与传统单一的发电方式进行比较，能够有效的提高风电机组并网发电的功能，为后续电能的存储打下良好的基础。2案例概况某装机容量为30MW的风电场需要采用相关措施对电池储能容量进行优化，选择铅蓄电池作为储能系统，所有电池充放电效率都达到了90%,综合转换效率为81%。其他相关参数见表1。设计电池储能

4、初始存储容量E0为0.5EB,并使其具有充分下调和上调的空间。相邻调度室允许的最人出力波动率为12%,存储点亮下限值Eb.in为0.1EB,釆样周期为lOmino电池储能参数如表1所示。表1电池储能参数下载原表’参数数值单位电量成本kp/(s.kW-l)160单位动率成本Kp/(s,kW-l)238单位功率运行维护费用kv/(S.(kVh.a)-l)1单位功率年运行维护赛角kk/(s・(kw・a)-1)9拟合系数沁0.19拟和系数a21.69额定放电深度1颔定放电裸度下循环使用次数765本文采用CPLEX优化引擎和多场景分析对电池容量进行优化，并使用多场景分析法对电池储能容量配

5、置规模进行优化。3储能容量优化措施3.1电池储能配置规模对其使用寿命的影响采用3MW的功率容量来对电池储存电量的你呢公里和电池的使用寿命进行全面的分析，在风电岀力场景和运行方式、运作条件相同的情况下，电池储存的功率达到一定数值时，电池的使用寿命会随着电池容量的变大而有所延长。根据BESS寿命预测模型可以得到以下结论，当电池储存能量的功率达到一定数值吋,电池电容的增大会影响电池放电的深度，也就是说，在相同的放电电量情况下，减少BESS的能量损耗，能够有效的延长电池的寿命。因此，由于电池会受到其自身储存能量的影响，其使用寿命也会发生变化，并且使用寿命与电池的配置有着直接的关系。在对

6、BESS预测模型的容量进行优化时，需要将电池配置对电池使用寿命的影响考虑进去。3.2电池储能配置规模对风电可调度性的影响电池储存能量的功率大小和电池的电容大小直接影响着电池出力。因此，可以将此因素作为风电联合发电过程中的调节因素，来调节发电效果。为了更加科学合理的对电池储存能力的功率和电池电容对风电可调节性的影响进行评估，采用以下两种方式来对其风储联合系统出力进行直观的对比，结果如下图1所示。10O900020406080100120140采样同期数—凤电氐始出力—谒度功率参彎值亠风储实际出力(1MW,4MWh)—风储实际岀力(4MW；1MWh)图1不同配置规模下的风储联合系统

7、岀力下载原图由上图1数据可知，当电池的配置一定时，电池储能能对风电功率波动进行抑制，并且抑制的程度与电池储存能力的功能、电池的电容大小有着密切的关系。当BESS功率电池容量较小时，可以对其进行适当的调节，增强其瞬时放电能力。但是，即时电池电容容量足够大，也对风电实际处理与调度参数数据之间的插值无法进行弥补。当BESS功率电池容量较小时，由于受到充放电积累效果的影响。一旦某个调度吋间段内，电池储存能力与额定值的下限相当，即吋电池功率和电容满足电池瞬间出力的要求，电池依然无法正常的进行充电或放电