考虑调度计划和运行经济性的风电场储能容量优化计算_冯.pdf

《考虑调度计划和运行经济性的风电场储能容量优化计算_冯.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第３７卷第１期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．１２０１３年１月１０日Ｊａｎ．１０，２０１３ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１２０４２１７考虑调度计划和运行经济性的风电场储能容量优化计算冯江霞，梁军，张峰，王成福，孙舶皓（山东大学电气工程学院，山东省济南市２５００６１）摘要：功率存储为随机波动的风电功率适应确定性的电网调度决策提供了可能，而储能容量规划则必须兼顾对调度决策的适应性及包含储能系统的风电场运行的经济性。为此，以适应电网调度运行计划的风电场输出功率时段参考值为依据，以储能系统投资成本和风电场运行成本

2、最小化为目标，构建了计及风电场弃风能量和储能系统损失能量的风电场储能容量优化计算模型。该模型可充分保障风电场储能系统运行的经济性，实现指定调度运行计划下风电场输出功率的不波动或极小概率波动，进而达到风功率调度与电网运行调度间的平稳、有效衔接。运用改进粒子群优化算法对所建模型进行算例求解，分析结果表明了该方法的有效性。关键词：风力发电；储能容量；蓄电池；时段参考值；粒子群优化算法０引言进行深入研究。文献［９］基于风电输出功率的分布规律，以风电随着风电规模不断扩大，在为电网输送大量清场平均功率水平为期

3、望输出功率，考虑风电场持续洁电能的同时，对电力系统调度运行的影响也在不输出小时数的影响，确定风电场的储能容量；文断加深。究其原因，主要在于风能的间歇性与随机献［１０］应用超导储能系统（ＳＭＥＳ）结合低通滤波原［１－７］性引起风电功率随机波动，并且难以准确预测。理平滑风电输出功率，并给出储能控制策略；文因此，研究并网风电功率分布特性，利用储能方法平献［１１－１２］将蓄电池和飞轮同时作为储能单元，以供抑风电功率波动，实现稳定、可靠的风电功率调度具需平衡为约束，以系统成本为目标，用遗传算法求取有迫切的现

4、实需求性。风光复合独立发电系统的储能容量；文献［１３，１５］考风能的分布特性具有显著的时间周期性，其典虑不同储能容量对平抑风电输出功率的影响，并给［８］型波动周期如季度、年度。与之对应，风电功率同出衡量总有功输出功率波动的指标；文献［１４］计及样具有上述周期特性。因此，可利用风速或风电功风力发电机类型、容量（台数）以及光伏电池倾斜角率历史数据，分析年度周期下的风电功率分布规律，的影响，采用遗传算法优化风光互补独立供电系统以此为基础，从规划层面以一个或多个衡量标准确的容量配置。定风电场所需储能容量大

5、小，使得风电场输出功率上述研究或者在较长时间内保障风电功率为一的峰谷差变小，进而使其平滑输出。定值，或者在单一时间窗口下存在较大波动，均未充近年来，用于平滑风电场输出功率的储能系统分考虑储能与电网调度决策间的适应性，使得风电能够实现宽范围的功率调节，并且有效抑制风电功场在高风电功率时弃风能量增大，风能利用率降低，率的波动，从而得到了广泛的推广应用。目前，储能同时低风电功率时补偿功率增大，从而储能系统的技术的研究多集中于协调控制及定性分析其平滑效投资成本及运行成本不够经济，储能容量亦非最佳［９－１４

6、］果，并取得诸多研究成果。风电功率因其随机状态。波动性对电网调度提出更高要求，但功率存储为风综上，本文提出考虑风电场储能系统适应电网电功率适应电网调度决策提供了可能，并可以此提调度决策的储能容量优化计算模型。该模型以适应高电网对风电功率的接纳能力。因此，有必要针对电网调度运行计划的风电场输出功率时段参考值为考虑适应电网调度决策的风电场储能容量优化问题基础，同时计及风电场弃风能量与储能系统损失能量的影响，以储能投资成本及风电系统运行成本最收稿日期：２０１２－０４－２４；修回日期：２０１２－０８－１３

7、。小为目标函数，建立基于蓄电池储能系统的储能容山东省自然科学基金资助项目（ＺＲ２０１０ＥＭ０５５）；山东大学量优化决策模型，并应用改进的粒子群优化算法进优秀研究生创新基金资助项目（ｙｙｘ１０１１５）。—９０—·储能技术及其在电力系统中的应用·冯江霞，等考虑调度计划和运行经济性的风电场储能容量优化计算行求解。该研究使得经过储能系统作用输出的风电Ｐｂａｔ（ｔ）Δｔ＜Ｃｂａｔ．Ｎ－Ｃｂａｔ（ｔ－１）。功率实现分时段平滑输出，以此实现储能系统与现在充电过程中，若蓄电池容量在ｔ时刻内充满有调度运行方式的有效

8、衔接，同时达到最佳经济至Ｃｂａｔ．Ｎ，则蓄电池停止充电，多余的风电通过卸荷效益。器卸载，则有Ｃｂａｔ（ｔ）＝Ｃｂａｔ．Ｎ１蓄电池的数学模型烄１（４）烅Ｐｂａｔｃ（ｔ）＝（Ｃｂａｔ．Ｎ－Ｃｂａｔ（ｔ－１））风电场储能系统的储能策略是：当风电机组输烆Δｔ出功率大于输出功率时段参考值时，蓄电池充电，若式中：Ｐｂａｔ（ｔ）Δｔ＞Ｃｂａｔ．Ｎ－Ｃｂａｔ（ｔ－１）。蓄电池电量达到其最大容量即额定值Ｃｂａｔ．Ｎ，下一时１．２蓄电池放电刻蓄电池将不再充电，此时通过卸荷器将多余风电当风电机组输出功率