《計及風電隨機性的儲能技術在風電併網中的套用研究》是依託河海大學，由袁越擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：計及風電隨機性的儲能技術在風電併網中的套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁越
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
風電是隨機波動的間歇性電源，大規模風電併網會對電力系統的安全穩定與經濟運行產生嚴重影響。儲能技術具備快速的功率調節能力，能有效補償風電的隨機波動性與間歇性。美國和歐洲已經採用超級電容、壓縮空氣儲能等解決風電的隨機性問題。為充分發揮儲能單元的價值，必須選擇合適的儲能技術並配置最優的儲能容量。本項目首先研究抽水蓄能配合風電運行的最優策略，明確儲能單元在風電併網中的套用價值。在經濟可行的基礎上，深入研究基於儲能技術的風電可調度性，建立確定儲能單元容量的數學模型，設計實現風電可調度的線上運行方案。同時還將採用機率方法評估風電引起的電壓質量問題，並設計基於儲能技術的電壓補償方案。本項目研究工作將計及風電隨機性，採用機率方法解決風電的不確定性問題。相關的研究成果能夠為工程套用提供指導意見。
結題摘要
風力發電是典型的隨機間歇性電源，大規模風電併網將對電力系統的安全、經濟運行及電能質量產生嚴重影響。儲能技術能夠有效平衡風電的波動特性，為大規模風電併網提供一種可行的解決方案。課題首先深入研究了大規模風電接入對電網運行的影響，主要包括電網規劃、電能質量、潮流不確定性等領域的問題。針對這些問題，課題研究了現有包括抽水蓄能電站、電池、超級電容器等主流儲能技術在內的技術特性，並分別分析了它們在風電併網中的套用潛力。主要研究內容如下：（1）研究採用儲能技術提升風電經濟性，即如何採用儲能技術最大化風電的能量轉化效益和降低風電因競標偏差所受的懲罰。由於風電輸出功率難以準確預測，提出了採用隨機規劃方法來解決帶有隨機變數的最佳化問題，建立了確定儲能單元最優運行策略的最佳化模型。基於儲能單元取得經濟收益的計算結果，採用內部收益率法對儲能單元用於風電能量管理的經濟可行性進行了分析，結果證明了所提方案的可行性。（2）提出了基於雙電池組拓撲結構的風儲混合電站調度模式。該調度模式將短期風功率預測結果作為調度目標，並採用兩組分別處於不同工作狀態的電池組（充電狀態和放電狀態）平衡風功率與調度目標之間的正、負偏差，以確保調度目標的如期實現。一旦任何一組電池滿充或滿放，其狀態將藉助功率變換器進行自動切換。此外，還提出了一系列性能指標，以評價風儲混合電站在各調度時段內的調度性能。最後，採用序貫蒙特卡洛模擬技術對某風儲混合電站一周內的運行情況進行了模擬，模擬結果顯示了基於雙電池組拓撲結構的風功率調度模式的有效性。（3）研究了如何利用儲能技術解決風電併網導致的電能質量問題。首先建立了計及風電場無功調節能力的機率電壓評估方法，對風電併網引起的公共連線點的電壓波動問題進行機率評估。設計了考慮風電場無功調節能力的最小有功注入的串聯電壓補償方案，並通過算例驗證了所提方案的有效性。
