基于多維度動態(tài)協(xié)調(diào)的大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電儲能容量多指標(biāo)優(yōu)化配置策略

郭壯志，洪俊杰，孟安波

（廣東工業(yè)大學(xué) 自動化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

0 引言

在我國很多地區(qū)已形成由大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電和火電聯(lián)合供電的局面。風(fēng)電的時空分布不均衡、波動性和反調(diào)峰性，使得與火電在時空多維度上的動態(tài)協(xié)調(diào)能力不足，導(dǎo)致風(fēng)電場的強(qiáng)迫棄風(fēng)，不能充分發(fā)揮對火電的能源置換作用。隨著儲能技術(shù)的發(fā)展，其快速響應(yīng)特征與功率能量的雙向遷移能力，在改善風(fēng)電出力波動性、提高風(fēng)火電互補(bǔ)協(xié)調(diào)能力、優(yōu)化能源利用效率等方面具有卓越優(yōu)勢［1］。但因受風(fēng)能資源分布、負(fù)荷時空特征、火電運(yùn)行特性限制等多重因素的影響，如何合理確定風(fēng)電系統(tǒng)的儲能配置容量已成為當(dāng)前的研究趨勢［2-13］。

目前，已有很多文獻(xiàn)對含有風(fēng)電的微電網(wǎng)系統(tǒng)［2］、配電網(wǎng)［4］、分布式系統(tǒng)［5］的儲能容量配置策略開展研究，但其主要利用儲能系統(tǒng)ESS（Energy Storage System）的雙向快速功率遷移特性來平抑風(fēng)電的短期功率波動，提高風(fēng)電電源可靠性，增加儲能系統(tǒng)生命使用周期，改善電能質(zhì)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等，對儲能系統(tǒng)的時空多維度能量輸移特性考慮不足，因此，難以將其直接應(yīng)用于含大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電電力系統(tǒng)的儲能容量配置［2-10］。

為降低大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時的系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險，提高風(fēng)電電源的可靠性和可調(diào)度性等，國內(nèi)外學(xué)者開始聚焦大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電的儲能容量配置問題［11-15］。文獻(xiàn)［11］考慮儲能系統(tǒng)效率、荷電狀態(tài)等制約，提出儲能容量最小配置的離散傅里葉頻譜分析方法，其可以較經(jīng)濟(jì)的成本投入顯著降低風(fēng)電的波動率，但該方法需通過反復(fù)的數(shù)值仿真計算，且未采用優(yōu)化手段，確定的并非是容量最優(yōu)值。……