基于儲能系統(tǒng)成本的風場儲能容量優(yōu)化研究.pdf

1、化石能源儲量的急劇降低和人類過度開采使用造成的嚴重環(huán)境污染已經(jīng)成為目前人類經(jīng)濟和社會發(fā)展的主要問題之一，大力發(fā)展清潔無污染新能源已經(jīng)成為解決能源告急和氣候問題的關(guān)鍵解決途徑。風能在地球上分布范圍廣，可開采儲量巨大，清潔無污染，具有很大的商業(yè)化潛力和大規(guī)模應用前景。然而風能本身波動性、間歇性、反調(diào)峰性和難預測性等性質(zhì)為風電的大規(guī)模并網(wǎng)帶來了難題，對電能質(zhì)量帶來明顯的負面影響，給風力發(fā)電甚至新能源的進一步推廣和發(fā)展帶來阻力。儲能設(shè)備作為一種

2、能量轉(zhuǎn)換裝置，能夠快速且大量的在電能和其他形式能量間轉(zhuǎn)換，可以以平抑波動、“削峰填谷”等手段解決電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定運行等問題，也為風電在電力系統(tǒng)中的大規(guī)模并網(wǎng)使用帶來了一種現(xiàn)實有效的解決方案。
　　本文在利用現(xiàn)有理論和資料的基礎(chǔ)上，研究基于儲能設(shè)備年均成本的儲能容量優(yōu)化。首先，分析了風電和風電輸出的特性，利用華東地區(qū)某風場的數(shù)據(jù)分析了風電的波動性、反調(diào)峰性和難預測性。接著分析了儲能設(shè)備的特性，通過對多種儲能設(shè)備特性的分析、比較和目

3、前的商業(yè)化應用情況，找出最適合作為風場儲能的設(shè)備，建立了風場儲能設(shè)備在功率和容量上的約束條件。其次，針對當前風電預測中存在的誤差，根據(jù)多篇文獻中對風電輸出預測誤差的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提出了考慮預測誤差的風電輸出功率范圍，利用該風電輸出功率范圍與負荷需求可以預測風場任意時刻滿足削峰填谷時對功率的需求，進而分析儲能設(shè)備在不同額定功率和額定容量參數(shù)下的充放電功率情況，并由此得到儲能設(shè)備任意時刻充放電功率的表達式。最后，對儲能設(shè)備的額定功率和額定容量進

4、行優(yōu)化求解?；趦δ茉O(shè)備的年均成本、棄風的經(jīng)濟損失和備用機組發(fā)電的成本得到目標函數(shù)，根據(jù)風儲聯(lián)合系統(tǒng)的約束條件得到優(yōu)化計算的約束條件，利用粒子群優(yōu)化算法進行最優(yōu)功率和容量計算。并對某實際風場的儲能設(shè)備額定功率與容量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)功率與容量，根據(jù)已有的評價指標，與采用完全儲能方式的風場在各方面進行評價與分析。
　　應用本文的模型對實際風場數(shù)據(jù)進行優(yōu)化計算的結(jié)果表明，在考慮棄風量和備用機組發(fā)電量的前提下，風場滿足“削峰填谷”需求的