风储联合应用中储能的需求评估方法研究

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1、学校代号10532学号S12092089分类号TM614密级公开硕士学位论文风储联合应用中储能的需求评估方法研究学位申请人姓名王明培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称李欣然教授学科专业电气工程研究方向电力系统分析与控制论文提交日期2015年5月6日学校代号：10532学号：S12092089密级：公开湖南大学硕士学位论文风储联合应用中储能的需求评估方法研究学位申请人姓名：王明导师姓名及职称：李欣然教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年5月6日论文答辩日期：2015年5月17日答辩委员会主席：姚建刚教授ResearchontheNeedsAssessm

2、entMethodologyofEnergyStorageintheWindPowerandEnergyStorageCombinedApplicationbyWANGMingB.E.（HunanUniversity）2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIXinranMay，2015湖南大学

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：必日期：年仍日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可

4、Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于Ｋ保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿２、不保密囚。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名：扛崎曰期：少年户月如曰＞＾＾导师签名曰期：＞公年＊＾月＾曰风储联合应用中储能的需求评估方法研究摘要化石能源的枯竭和环境问题的恶化，大力推动了可再生能源在全球范围内的发展，其中风力发电作为相对成熟的技术已得到广泛应用。但由于风能资源存在不确定性等缺陷，风电功率会表现出不同程度的波动性。随着风电规模的逐年增大，其并网给电力系统带来的问题和挑战也在随之升级，包括出力波动对电能质量的影响以及给常规机组带来

5、的调峰压力、低精度的风电预测给电力系统带来的调度难题等。而储能技术的出现和发展则为解决风电并网问题提供了有效途径。为风电场配置合适类型和规模的储能电源，形成风储联合发电系统，通过储能电源的快速功率吞吐作用和电量时移能力，改善风电出力特性，使其成为相对可控、可调的电源，提高其并网运行的稳定性。本文通过细分风储联合应用场景，提出了集“应用选型-容量配置-优选评估”环节于一体的储能需求评估方法，能为相关决策者提供规划指导，具有一定的工程实用价值。本文首先提炼了各类储能的技术经济特征指标，形成其综合指标体系，并以蓄电池为主要对象构建了表征充放电过程的储能综合静态模型。根据控制目标和时间尺度的不同，

6、划分了包括“平抑波动”、“跟踪计划出力”和“削峰填谷”三个风储联合应用场景，并提炼了相应场景的特征指标。基于各类储能的相互对比和综合指标体系，利用层次分析法进行了储能的选型匹配，确定了三个场景下相对合适的储能类型。基于全寿命周期成本理论及运行过程中的“等效替代”效应，利用净现值法构建了储能的成本-效益经济模型。并以蓄电池为主要对象，提出了结合等效循环寿命法和雨流计数法的储能运行寿命测算方法。根据储能选型的结果，分别针对三个应用场景提出了合适的容量配置策略，通过对张北等地风电场的实例仿真，形成了各应用场景下多套可行的储能配置方案。其中“平抑波动”场景采用的是滑动平均滤波和小波包分解波动分量的

7、方法，“跟踪计划出力”场景采用的是粒子群算法对储能经济模型优化求解的方法，“削峰填谷”场景采用的是划分储能内外层控制区和一阶低通滤波的方法。最后为评估各储能配置方案在技术经济综合性能上的优劣，将偏好顺序结构法和层次分析法相结合进行了方案的排序优选，得到各应用场景下的最优储能配置方案。同时利用交互辅助几何分析法，对各方案的评价指标之于排序评估结果的影响进行了灵敏度分析。关键词：风电并网；储能技术；需求评估；经济模型；容量配