【摘要】：基于儲能進行風(fēng)電功率波動的平抑,容量配置是關(guān)鍵問題。在滿足風(fēng)電并網(wǎng)波動率要求的情況下,該文開展了多種場景下的儲能容量配置研究。首先,基于變時間常數(shù)的一階濾波算法分析不同置信水平下的儲能容量配置情況;然后,對比分析了一階濾波算法和模型預(yù)測控制算法,即不同波動平抑策略下的儲能容量配置問題;再者,基于模型預(yù)測控制算法分析了風(fēng)電集中式并網(wǎng)和分散式并網(wǎng)、不同風(fēng)電裝機容量對儲能容量配置的影響,以及不同并網(wǎng)波動率限制對儲能容量配置的約束。最后,通過算例驗證了分析方法的有效性。
【圖文】：

90中國電機工程學(xué)報第37卷maxminulllEECSOCSOC=(6)式中SOCul、SOCll分別為SOC的上下限，本文的取值分別為80%和20%。1.3不同置信水平的儲能容量配置案例選取某風(fēng)電場一年中典型的5天功率數(shù)據(jù)為研究對象，將其應(yīng)用于不同的分析場合，為儲能容量的配置提供方法參考。其中風(fēng)電的采樣率為5s，裝機容量為100MW，，基于儲能采用一階濾波算法對該風(fēng)電功率曲線進行平抑，使1min波動率滿足小于2%的并網(wǎng)要求，從而促進風(fēng)電的規(guī)模化并網(wǎng)。從圖2可以看出，平抑后的風(fēng)電功率曲線得到了有效平滑，且平抑后的1分鐘風(fēng)電波動率均小于2%(見附錄圖A1)，即平抑后的波動率置信區(qū)間為100%。該平抑策略下根據(jù)式(6)可以計算出需要配置的儲能容量為12.2013MWh，最大充放電功率(以下簡稱最大功率)為13.7910MW。t/s電功率風(fēng)M/W0020804020000040000060風(fēng)電LFA平抑后圖2一階濾波算法平抑前后的風(fēng)電功率Fig.2WindpowerbeforeandaftersmoothingbyLFA為了提高儲能的利用效率和技術(shù)經(jīng)濟性，利用一階濾波算法分析不同置信水平下的儲能容量配置情況。通過對濾波時間常數(shù)的調(diào)整使平抑后的風(fēng)電波動率處于不同的置信水平，進而計算出不同置信水平下所需配置的儲能最大功率和容量。圖3、4列出了99%~100%不同置信水平下所需配置的儲能最大功率和容量，即平抑后風(fēng)電波動率99%~100%滿足1min小于2%的要求。從圖3和圖4可以看出，隨著置信水平的降低，配置的儲能最大功率和容量也隨之減校置信水平100%時，所需的儲能容量為12.2013MWh，最大功率為13.7910MW。如果將置信水平調(diào)至99.80%，儲能最大功率可節(jié)約19.41%，容量可節(jié)約45.97%。當置信水平為99.34%時，儲能最大功率可節(jié)約27.76%，容量可節(jié)約59.27%。因此，不同的置

區(qū)間為100%。該平抑策略下根據(jù)式(6)可以計算出需要配置的儲能容量為12.2013MWh，最大充放電功率(以下簡稱最大功率)為13.7910MW。t/s電功率風(fēng)M/W0020804020000040000060風(fēng)電LFA平抑后圖2一階濾波算法平抑前后的風(fēng)電功率Fig.2WindpowerbeforeandaftersmoothingbyLFA為了提高儲能的利用效率和技術(shù)經(jīng)濟性，利用一階濾波算法分析不同置信水平下的儲能容量配置情況。通過對濾波時間常數(shù)的調(diào)整使平抑后的風(fēng)電波動率處于不同的置信水平，進而計算出不同置信水平下所需配置的儲能最大功率和容量。圖3、4列出了99%~100%不同置信水平下所需配置的儲能最大功率和容量，即平抑后風(fēng)電波動率99%~100%滿足1min小于2%的要求。從圖3和圖4可以看出，隨著置信水平的降低，配置的儲能最大功率和容量也隨之減校置信水平100%時，所需的儲能容量為12.2013MWh，最大功率為13.7910MW。如果將置信水平調(diào)至99.80%，儲能最大功率可節(jié)約19.41%，容量可節(jié)約45.97%。當置信水平為99.34%時，儲能最大功率可節(jié)約27.76%，容量可節(jié)約59.27%。因此，不同的置信置信水平/%能最大功率儲M/W9.510.511.512.513.599.399.599.799.9圖3不同置信水平下配置的儲能最大功率Fig.3Themaxpowerofenergystorageatdifferentconfidencelevels置信水平/%量容(/MW)h571391199.399.599.799.9圖4不同置信水平下配置的儲能容量Fig.4Thecapacityofenergystorageatdifferentconfidencelevels水平下所需配置的儲能最大功率和容量不同，在大多數(shù)風(fēng)電功率滿足并網(wǎng)波動率要求時，適當降低其置信水平可以較大程度減小所需配置的儲能最大功率和容量。另外，一階濾波算法下置信水平的降低是通過減小濾波時間常數(shù)實現(xiàn)的，
【作者單位】： 中國科學(xué)院電工研究所;中石化勝利石油工程有限公司塔里木分公司;北京電力科學(xué)研究院;江蘇省電化學(xué)儲能技術(shù)重點實驗室;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃“分布式可再生能源發(fā)電集群并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”(2016YFB0900400)) 中國科學(xué)院電工研究所所長基金(Y760141CSA) 江蘇省2016年省創(chuàng)新能力建設(shè)專項資金(BM2016027)~~
【分類號】：TM614

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本文編號：2529497