波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置

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1、第34卷第1期可再生能源Vol.34No.12016年1月RenewableEnergyResourcesJan.2016波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置1，21131殷志敏，晁勤，王一波，王纯琦，杨扬（1.新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047；2.国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江湖州313000；3.丹麦米塔科技公司，丹麦维堡8840）摘要：基于某风电场出力的实际数据，从不同时间尺度上分析了该风电场的功率波动特性。考虑了风电场弃风成本、储能惩罚成本、储能投资和运行成本，通过3种成本间的制约关系，构建了储能容量经济优化计算模型；采用滑动时间窗口算法

2、并引入平抑修正系数，制定出波动率优于国网标准的期望参考功率。采用改进粒子群算法，针对某含储能风电电网进行了储能容量优化配置，求解出最优储能容量和最小经济总成本，对比了不同储能容量配置策略下的经济性，并引入了波动率评估因子对平抑效果进行了量化分析。仿真结果表明，该优化配置方案能够将风电出力波动率限制在20%以内，优于国网标准，且经济性最好，具有较好的应用前景。关键词：风力发电；平抑波动；储能容量；经济性；波动率评估因子中图分类号：TK89文献标志码：A文章编号：1671-5292（2016）01-0086-09DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.201

3、6.01.0130前言统经济优化计算模型，采用滑动时间窗口算法截止2015年初，我国风电累计并网装机并引入平抑修正系数制定了期望参考功率，使容量达到9637万kW，占全部发电装机容量其波动率优于国网标准。文章还采用改进粒子的7%，占全球风电装机容量的27%。风电作群算法进行了储能容量优化配置，求解出最优为技术最成熟的新能源利用方式之一，已经成储能容量和最小经济总成本；对比了不同储能[1]～[4]为智能电网的重要组成部分。然而，受制容量配置策略下的经济性，并引入波动率评估于风电固有的随机性、间歇性和波动性特点，因子对平抑效果进行了量化分析。其规模化并网给电网发电调度、调频调峰、

4、备1多时间尺度风电场功率波动特性分析[5]～[8]用容量规划带来巨大挑战。目前，风电场1.1风电场功率波动特征资源浪费现象严重影响电场的经济效益，甚至风电场功率波动特征主要表现风电出力[9]，[10]威胁电网的安全稳定运行。在不同时间尺度下的波动量、变化率、波动平储能系统的容量、功率等配置直接影响补均值和分布概率角度，主要定义公式如下。偿风电预测精度、平抑波动效果和经济性指风电功率波动量：标。目前，诸多学者已对储能容量规划进行了ΔPk=Pt－Pt-1（1）[11]～[19]研究。但是，目前尚无将风电出力波动率风电功率波动率：平抑到优于国网标准的成果，也鲜见对平抑效δ=ΔPk/

5、PM（2）果进行量化分析并兼顾经济性的报道。式中：ΔPk为当前时刻风电功率波动量；Pt为本文以某风电场全年出力实际数据为样当前时刻风电输出功率；Pt-1为上一时刻风电本，从不同时间尺度上分析了功率波动特性，输出功率；δ为风电功率变化率；PM为总装机提出了引入储能系统的必要性；构建了风储系容量。收稿日期：2015-06-26。基金项目：国家自然科学基金项目（51267020）；国家国际科技合作专项（2013DFG61520）；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（20126501110003）。作者简介：殷志敏（1991-），硕士研究生，研究方向为电力系统自动化技术。E-ma

6、il：yzmtyl@163.com·86·殷志敏，等波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置风电功率波动幅度平均值：出了国网规定的标准。n130x:1019Pavr=ΣΔPii=1，2，…，n（3）/%20y:23.19n率i=1动10波式中：Pavr为风电功率波动幅度平均值；n为风力0出电场出力时间段数；ΔPi为i时段内风电场功场-10电-20率波动量。风-3005001000150020002500300035004000风电功率波动变化量标准差S：采样点（采样间隔为1min）n1图1风电场1min出力波动率2S=姨nΣ（ΔPi-Pavr）（4）Fig.1Fluct

7、uationrateofwindfarmper1minutei=1风电功率波动变化率分布概率θ：80/%x:3891Nδ率y:79.19θ=（5）40N动波式中：N为某风电功率变化率出现的次数；N力0δ出场为风电功率变化率总次数。电-40风1.2多时间尺度风电特征分析-8005001000150020002500300035004000风电场接入电网技术规定（Q/GDW392-采样点（采样间隔为10min）2009）的推荐值（表1）：风电场10min的最图2风电场10min出力波动率Fig.2Fluct