风电-储能参与调频的高比例风电电力系统运行经济性分析

随着风电在电力系统中占比的提高,风电出力的不确定性使得电力系统的频率稳定问题日趋严峻,传统机组需要预留调频备用容量以应对负荷和风电不确定性所带来的频率波动,造成在负荷低谷时期弃风情况严峻的现象。变速风电机组通过减载的运行方式参与电网调频能够有效地缓解传统机组的调频压力。为此,首先基于可变速风电机组的超速控制以及桨距角控制方式,提出了风电机组在全风况下减载运行的控制策略。其次,构建了考虑风电-储能参与调频的风-火-储联合系统优化调度模型,基于机会约束条件设置系统调频备用约束,考虑风电动态减载参与调频的运行方式,对风电的减载率进行优化。最后,通过算例验证了所提方法能够有效促进风电的消纳,提升系统运行的经济性。     

利用储能提高风电调度入网规模的经济性评价

受自然条件的影响,风电功率预测的精度依然较低。在大规模风电基地联网运行的场景下,直接利用风电功率预测信息进行风电调度决策,会给电力系统的安全运行带来风险。储能系统具有对功率和能量的时间迁移能力,能够有效应对风电功率预测误差,确保电网的安全运行。然而,在目前的技术经济水平下,储能系统造价昂贵,利用储能系统提高风电的调度入网规模是否可行,需要从经济性角度进行系统评估。该文提出利用储能减小风电调度风险的“源?网协调”调度方法,构建了储能系统经济性评估模型,分不同的概率区间预测场景评估了利用储能系统提高风电接纳规模的可行性,研究结果能够为利用储能系统提高风电调度入网容量提供决策依据。     

大型集中式风电储能系统的配置及收益模式研究

储能具有削峰填谷、提升供电能力和改善电压质量等作用,随着电力改革的深入推进及储能成本的不断下降,储能参与电网调峰,帮助新能源企业减少弃风弃光成为可能。从新能源侧储能出发,提出一种基于电网调峰能力的储能定容方法。在电站实际运行数据基础上,根据实际新能源电站的发电特性建立研究模型,在最节省储能设备投资成本的前提下分析不同目标下需配置的储能容量。最后,针对新能源侧储能电站提出了几点收益模式建议。     

基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的经济性评估

针对蓄热式电锅炉消纳风电过程中无法匹配快速波动的风电功率等问题,本文提出了基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的方案,并对该方案的经济性进行了评估。从"风电-电网-电锅炉-储能"联合运行系统的成本与收益出发,以蓄热供暖日收益最大为目标函数,在充分考虑分时电价、风电上网电价、弃风电量以及蓄热式电锅炉功率调节次数等约束条件的基础上,建立了"源-网-荷-储"联合运行系统风电消纳经济性评估模型,利用粒子群算法对模型求解。采用某电锅炉消纳风电示范工程实际运行数据进行测试,验证了该模型的有效性。测试结果表明,储能系统的加入可以有效减少电锅炉功率调节次数,可为储能协调蓄热式电锅炉蓄热供暖消纳风电提供理论依据。     

基于固体氧化物电解池的风电综合储能系统

为解决"弃风"和风电的跨季节调用问题,需要建设与风电配套的储能系统。其中氢储能系统由于能量密度高、储存周期长等优势,适合与风电系统耦合,进行大规模、长周期的能量转移。传统观点认为,由于不适应风电的波动性,固体氧化物电解池(SOEC)不适合与风电系统耦合。但最新研究表明,SOEC在快速波动的电力输入下仍可以保持运行稳定。同时,SOEC还具有可以进行共电解和可逆运行的独特优势。基于此,这里提出了一种与风电耦合的电-氢-产-热联供的综合储能系统,根据需求可以实现多种能量输出形式,既可以实现"弃风"的有效利用,也可以作为能源清洁高效利用的微网体系。     

风电-氢储能与煤化工多能耦合系统全寿命周期经济性评估

针对风电-氢储能与煤化工多能耦合系统(WP-HESCCMFCS)的经济性评估问题,提出了一种多能耦合系统全寿命经济性评估的方法。首先,阐述了多能耦合系统集成方案;其次,以多能耦合系统全寿命周期净利润为目标,以风电尽可能多的消纳与WP-HESCCMFCS能量流动和稳定运行为约束,构建了多能耦合系统全寿命周期经济评估数学模型,并对多能耦合系统资金回收期及全寿命周期净利润进行求解;最后,以新疆地区某风电场与煤化工企业为背景仿真计算了所提的风电-氢储能与煤化工多能耦合系统全寿命周期经济评估模型,并分析了不同风电并网比例与风电非电形态消纳比例条件下系统资金回收期与全寿命周期净利润变化规律。     

基于LABVIEW的风电储能远程控制平台设计

为了改变风电储能监测方式,根据风电储能硬件结构及监控原理和Labview通信串口属性,开发了一套风电储能远程监测控制平台,并对上位机软件所实现的的功能,以及与下位机之间的数据传送所用到的通信程序,和监测系统程序主界面,以及用Labview编写的主要数据查询处理程序作了说明, 最后经实验测试说明该远程控制平台设计合理、监测数据准确, 从而证明了该远程控制平台设计的合理性和有效性。     

计及储能系统的跨区域风电消纳模型

中国正面临着严峻的弃风问题,鉴于电力外送能够扩大风电的消纳范围,而储能系统能通过削峰填谷增加夜间负荷水平,引入储能系统构建跨区域的风电消纳模型。模型以能耗最小为目标,综合考虑区域间供需平衡、输电容量、系统备用、储能系统充放电均衡等约束,通过优化对比分析储能系统引入对风电消纳的促进作用。优化结果表明:通过扩大消纳空间,降低了风电的弃风水平,储能系统的接入有助于改善系统负荷的昼夜分布状况,进一步扩大风电在夜间的消纳比例。     

风电配套电池储能电站的仿真研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

计及风电与储能的混合能源系统管理策略

由于太阳辐射和风速等可再生资源具有高度的不确定性,从而导致可再生能源的产能与能源需求之间存在偏差。在装有风力涡轮机的系统中,风速的不确定性将导致风电功率波动,在高功率水平将极大威胁电力系统的稳定性,而储能系统的合理控制可以有效缓解电力波动,维持电力系统的稳定性。为此,本文提出了一种计及风电与储能的混合能源系统管理策略,有效缓解供需不平衡导致的系统功率波动问题。通过在MATLAB/Simulink平台建立风能转换系统,对所提出的控制策略进行验证。仿真结果表明,所提的混合能源系统管理策略可以有效减小功率波动。     

风力发电系统中储能装置的经济评估

介绍了蓄电池的等效模型,提出一种储能装置经济效益的新型判据,根据并网电价、蓄电池成本、使用年限等因素,分析储能装置中蓄电池所产生的经济效益。     

储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

基于复合储能系统平抑风电场波动功率研究

由于风能的不稳定性,风电场输出功率带有波动性和间歇性,某种程度上导致风力发电并网难以及"弃风限电"等问题。依据风电输出功率波动特性,提出由先进压缩空气储能和钒液流电池组成的复合储能系统,用于平抑风电场输出功率波动。并通过模拟仿真验证了钒液流电池对风电场侧快速波动功率的补偿和平抑具有良好效果。结果表明,先进压缩空气储能系统具备大功率大容量特性的同时,适合应用在风电场并网侧调节风电场输出功率。     

基于恒功率控制的风电场储能系统研究

风力发电输出功率随风速变化波动较大,对电网的安全稳定运行造成了威胁。采用在风电场并网侧增加大容量电池储能系统,对风电场和电池储能系统结合模型进行了分析,并设计了储能系统变流器的恒功率控制系统。最后,利用MATLAB/Simulink软件对所提策略在风电场储能系统中控制的有效性进行了验证。仿真结果表明,储能系统能对风电场有功、无功进行调节,平稳了风电场输出功率,同时能根据控制输出一定无功功率,有助于风电场和电网稳定。     

风储联合运行经济调度模型研究

介绍了风电场中储能装置的相关控制策略;然后,基于传统的经济调度模型上,引入储能装置来平抑风电功率的波动性,并计及备用成本,从而建立了风电场中含储能装置的经济调度模型,重点分析了储能装置的引入和储能装置不同容量及不同最大充放电功率对经济调度的影响;最后,通过实际算例分析验证了该模型的有效性。     

风力储能发电系统匹配性研究综述

风力储能发电系统不仅能平抑风电波动,还能充当系统的有功备用,通过合理的电网匹配,可以有效解决风力消纳问题。针对我国北方电网尚不发达,"弃风限电"问题严重的情况,分析了电池储能、飞轮储能与压缩空气储能用于风电对提高风电并网的影响,并结合研究现状,给出了风储系统匹配策略的研究方法,为今后相关工作的开展提供了参考。     

风光互补发电蓄电池超级电容器混合储能研究

提出一种风光互补发电中的超级电容器与蓄电池混合储能系统,充分利用蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升了储能系统的性能。建立了混合储能系统的模型和控制环节,并进行实验,结果表明,在发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,有效减少了充放电循环次数,延长了使用寿命,提高了系统的工作效率。该系统对解决新能源发电系统中储能问题,具有十分重要意义。     

用于直驱式风力发电的复合储能系统

风力发电输出功率具有波动性和间歇性的特点,这将对电网的电能质量产生较大的影响.文中提出采用超级电容器和蓄电池复合储能系统来实现快速吞吐有功功率,平抑风电的功率波动,并发挥超级电容器和蓄电池在技术性能上所具有的互补优势,提高系统的经济性能和技术性能;建立了复合储能系统的数学模型,以及基于复合储能的直驱式风力发电系统的仿真...     

大规模风电集中接入的电力系统储能容量配置策略

风电集中并网给电力系统安全稳定运行带来新的挑战,配置储能则是改善电力系统静态和动态稳定性的有效手段。分析了储能在解决风电并网问题中的作用,基于液流电池建立了储能装置的机电暂态模型;以电力系统安全稳定为目标,应用数字仿真方法计算了风电集中接入的电力系统对储能的容量需求,提出了配置策略;针对中国典型风电接入电力系统,以保证电力系统静态和动态稳定性为目标,求取了该系统对储能容量的需求,并通过仿真计算验证了配置策略的正确性。     

储能系统在平抑风电功率波动中的应用

作为可再生的清洁能源,风力发电技术发展势头强劲,但又有稳定性差、可靠性差、功率波动大等先天缺陷,对其形成了制约。快速发展的储能技术,尤其是锂离子储能系统,可以有效的平抑风电的功率波动。在实际应用中,配置与风机额定功率相当的钛酸锂系锂离子电池系统,通过一阶滤波算法,最终使得风机的输出功率可以控制在一个理想的范围内。