《含高滲透率風電的電力系統多元儲能電源最佳化配置研究》是依託華中科技大學，由婁素華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含高滲透率風電的電力系統多元儲能電源最佳化配置研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：婁素華
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大容量高滲透率風電接入電力系統後，隨機性的風電出力增加了電網在功率平衡和穩定控制問題上的複雜性。為了增強含高滲透率風電電力系統的功率平衡能力，解決大規模風電入網難題，在電力系統中配置具有靈活調節性能的儲能電源是一種有效的解決方案。為了合理配置儲能電源，本項目將深入研究大容量風電出力在不同時間尺度上的機率分布特性及跨時間尺度耦合特性，建立適合多元儲能電源中長期最佳化配置研究的風電場出力模型；綜合考慮負荷特性和常規電源特性，研究以抽水蓄能為主的多元儲能電源在含高滲透率風電系統中的最佳化運行問題；基於節能發電調度政策，提出抽水蓄能電站在新型能量市場與旋轉備用市場的容量分配策略，定量評估多元儲能電源系統的綜合效益。基於新的電力系統規劃評估準則，建立含高滲透率風電的電力系統多元儲能電源最佳化配置理論。本項目的研究可為未來電力系統儲能電源的合理髮展及布局提供重要理論支撐。
結題摘要
大規模風電接入電力系統後，隨機性的風電出力增加了電網在功率平衡和穩定控制問題上的複雜性。為了增強電網對高比例風電的適應能力，在電力系統中配置靈活性強的儲能電源是一種有效的解決方案。 為了合理配置儲能電源，本項目首先對風電出力變化特性進行了本源分析。從接入系統的風電場出力整體出發，研究了風電出力在不同時間尺度上的機率分布特性。為適應多種儲能電源的不同特性，採用離散傅立葉變換對風電出力進行頻譜分析，提出多時間尺度的風電出力建模方法。 從大電網的大規模風電接入和利用角度，提出以抽水蓄能等能量型儲能為主體，其他快速反應型儲能為補充的電力系統儲能整體架構。在對抽水蓄能動態、靜態效益綜合分析的基礎上，研究了抽水蓄能與風電配合的最佳化運行方法；綜合考慮電力系統常規電源特性、負荷特性，建立新型電力系統中抽水蓄能電站的綜合容量規劃模型。 針對電池儲能在含高滲透率風電電力系統中的最佳化配置問題，主要從兩個角度進行了研究：（1）平滑風電短時波動性問題；（2）參與風電加入後系統整體調峰問題。從四個方面深入開展研究：電池儲能運行最佳化，電池儲能的變壽命模型，參與調峰的電池儲能最佳化配置，和參與平滑風電短時波動的電池儲能最佳化配置。本項目提出考慮前瞻性的電池儲能充放電功率最佳化方法。該方法以控制風電出力相鄰兩個時間段的波動幅度為目標，考慮了前瞻可信周期內風電出力波動對當前時刻充放電決策的影響，使電池儲能充放電功率最佳化更加全局化。從電池儲能的運行技術經濟特性出發，考慮電池儲能放電深度對其實際使用壽命的影響，提出了電池儲能變壽命預測模型。基於電力系統對併網風電最大功率波動率的技術約束，在考慮電池儲能變壽命模型的基礎上，提出用於改善風電場出力波動性的電池儲能容量最佳化方法。針對無能量型儲能電源的含風電電力系統，研究了採用電池儲能進行調峰以改善風電反調峰特性問題，提出了考慮變壽命特徵的調峰用電池儲能容量最佳化方法。 針對多元儲能最佳化配置問題，提出以不同特性的儲能分別應對不同時間尺度風電出力變化的儲能配置思路。考慮電力系統的負荷特性、常規電源的調節能力和多元儲能回響能力，以系統經濟性和能源利用效率等為最佳化目標，提出了含高滲透率風電的電力系統多元儲能電源最佳化配置模型和方法，可避免多類型儲能在容量配置方面的重複性。 本項目的研究可為電力系統儲能電源的合理髮展、大規模新能源併網和充分利用提供重要理論支撐。
