含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)儲能電源優(yōu)化配置研究.pdf

1、隨著化石能源危機(jī)、溫室效應(yīng)等問題的日益突出，風(fēng)力發(fā)電得到了快速發(fā)展。然而，由于受風(fēng)速和自身技術(shù)特點的限制，風(fēng)電出力具有隨機(jī)性、難預(yù)測性和可調(diào)度性差等特點。隨著風(fēng)電容量在電力系統(tǒng)中所占比例的增加，大規(guī)模風(fēng)電的集中接入會增加電網(wǎng)在功率平衡和穩(wěn)定控制問題的復(fù)雜性，給電力系統(tǒng)的安全運行帶來巨大的挑戰(zhàn)。而儲能技術(shù)具有快速響應(yīng)能力，有助于實現(xiàn)電力系統(tǒng)在各種工況下的功率和能量平衡，對于提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行和風(fēng)電利用率具有重要意義。
　　本文深度

2、剖析風(fēng)電出力的特性，提出了基于小波變換理論對風(fēng)電出力進(jìn)行多時間尺度建模的思想。采用小波變換得到對風(fēng)電出力變化的時頻特性，通過對風(fēng)電出力變化的時頻特性分析，進(jìn)而得到風(fēng)電出力在不同時間尺度變化周期下的出力特點。通過數(shù)據(jù)測試，結(jié)果表明了基于小波變換理論對風(fēng)電出力進(jìn)行多時間尺度分析的優(yōu)越性。結(jié)合幾種相對成熟的儲能電源的運行特性，給出儲能電源在含風(fēng)電電力系統(tǒng)中的運行方式，提出了含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)中儲能電源的優(yōu)化配置思路。從電力系統(tǒng)規(guī)劃的角度，針

3、對含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)中儲能電源的優(yōu)化配置問題，對基于平滑風(fēng)電出力短時波動性的儲能電源容量優(yōu)化配置、基于彌補(bǔ)風(fēng)電出力預(yù)測誤差的儲能電源容量優(yōu)化配置、基于含風(fēng)電電力系統(tǒng)調(diào)峰需求的儲能電源容量優(yōu)化配置等三個方面的問題做了專題研究。在此基礎(chǔ)上，提出了基于分解協(xié)調(diào)的含風(fēng)電電力系統(tǒng)的多元儲能電源優(yōu)化配置方法。
　　研究并提出了一種平滑風(fēng)電短時波動性的儲能電源充放電功率優(yōu)化方法，并建立了儲能電源容量優(yōu)化配置模型。針對風(fēng)電的短期波動性，提出了一

4、種考慮前瞻性效應(yīng)的儲能電源優(yōu)化運行方法該方法以控制風(fēng)電出力相鄰兩個時間段的波動幅度為目標(biāo)，在儲能電源的充放電策略中，考慮了前瞻周期7“內(nèi)的風(fēng)電出力波動對當(dāng)前時刻充放電決策的影響，使得儲能的充放電功率優(yōu)化更加全局化。并采用多階段時序滾動優(yōu)化方法來制定整個周期內(nèi)的儲能電源充放電功率，獲得最大化的平滑效果。在此基礎(chǔ)上，以風(fēng)電儲能聯(lián)合系統(tǒng)的的總費用最小為目標(biāo)，建立了儲能電源容量優(yōu)化配置模型。結(jié)果表明，提出的方法能夠更加有效的改善風(fēng)電出力的短期波

5、動性，從而以較小的投資成本獲得最大化的平滑效果。
　　研究了基于彌補(bǔ)風(fēng)電預(yù)測誤差的儲能電源容量優(yōu)化配置方法。針對風(fēng)電出力預(yù)測誤差對接入系統(tǒng)功率平衡的影響，結(jié)合風(fēng)電接入系統(tǒng)的負(fù)荷特性及常規(guī)機(jī)組調(diào)節(jié)特性，提出了以新型儲能彌補(bǔ)風(fēng)電預(yù)測誤差帶來的功率不平衡為目標(biāo)的儲能與含風(fēng)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行的方法。該方法首次考慮優(yōu)先利用常規(guī)機(jī)組的冗余調(diào)節(jié)容量來調(diào)節(jié)風(fēng)電預(yù)測誤差，其次利用儲能裝置彌補(bǔ)常規(guī)機(jī)組吸收后的風(fēng)電預(yù)測誤差，并對儲能裝置的運行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)

6、化?；趦δ艿淖顑?yōu)運行狀態(tài)，研究儲能裝置在系統(tǒng)中補(bǔ)償風(fēng)電預(yù)測誤差的容量需求，在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電利用率、供電可靠性以及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性之間取得一個最優(yōu)的平衡。
　　研究了基于含風(fēng)電電力系統(tǒng)調(diào)峰需求的儲能電源優(yōu)化配置問題。針對風(fēng)電出力的隨機(jī)性、難預(yù)測性等特點，借鑒就11七命8思想，建立了含風(fēng)電電力系統(tǒng)調(diào)峰容量需求模型。在此基礎(chǔ)上，基于系統(tǒng)的邊際發(fā)電成本，提出了抽水蓄能電站抽水丨發(fā)電功率優(yōu)化方法。進(jìn)而，建立了基于含風(fēng)電電力系統(tǒng)調(diào)峰需求的抽水

7、蓄能電站容量優(yōu)化模型。模型綜合抽水蓄能電站的投資成本及其給系統(tǒng)帶來的運行成本效益和容量成本效益，對抽水蓄能給系統(tǒng)帶來的凈收益進(jìn)行評估。應(yīng)用本文提出的模型對一個測試系統(tǒng)進(jìn)行仿真計算和分析，結(jié)果證明了本文模型的有效性和合理性。
　　根據(jù)不同時間尺度變化周期的風(fēng)電出力對儲能電源配置種類及容量需求的特點，指出考慮不同儲能電源重合作用的耦合區(qū)域，對多元儲能電源進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化配置的必要性。以前面三部分研究為基礎(chǔ)，提出了基于分解協(xié)調(diào)的含風(fēng)電電力系