水电之家讯：考虑储能参与调频的风储联合运行优化策略：胡泽春，夏睿，吴林林，刘辉
研究背景
近几年，我国风电快速发展，装机容量已超过1.3亿千瓦。但风电装机主要集中在“三北”地区，远离负荷中心，风电消纳问题较为突出。在风电场及其附近配套安装储能系统，可以提高风电上网总电量、平滑风电出力波动。针对储能电池和风电场配合的优化运行问题，一些研究主要关注如何利用储能系统减小风电出力的波动，采用的方法主要包括低通滤波、指数平滑、神经网络、模型预测控制等。然而，风电场输出功率的波动超出相关标准的概率较低，且可以通过风电场功率控制降低其波动的幅度。对于大规模电网，应用储能系统平滑风电出力的作用和经济性均不够显著。目前，储能系统的成本较高，风储联合运行减少弃风或进行价格套利的收益难以回收对储能的投资成本。而储能系统参与电网调频服务既可发挥储能系统功率快速调节的优势，又能够获得可观的收益。美国调频服务市场的改革已有效地激励了储能参与调频的实际应用。目前国内外关于储能系统参与调频的控制策略还集中在储能系统作为独立个体参与调频市场，尚未将风储联合系统作为整体进行优化。鉴于此，本文研究了考虑储能参与调频的风储联合运行优化策略。
主要创新点
1）本文首先分析了储能系统和风电联合运行的模式，提出了利用储能同时用于减小弃风与参与电网二次调频的策略。
2）以最大化风储联合体的总收益为目标，考虑储能用于减小弃风和参与电网二次调频（AGC）服务，建立了风储联合体的日运行优化模型。
3）所建立的优化模型考虑了电池寿命损耗和储能系统剩余电量水平对调频表现的影响。通过约束转换，将模型转换为易于求解的混合整数线性规划问题。
解决的问题及意义
本文根据我国大规模风电运行的实际情况，研究了综合考虑储能系统用于减小弃风和参与电网频率调节的优化策略。优化策略在非限风时段利用储能的调节空间参与电网调频服务，并计及了储能系统性能表现对获得调频补偿费用的影响。基于目前风电上网电价和调频补偿价格进行仿真验证，证明了所提方法可使储能系统在限风时段参与减小弃风，而在其他时段合理分配参与电网二次调频的容量，可显著提高风储联合体的收益，并充分发挥了储能系统功率快速调节的优势。此外，还探讨和分析了储能系统在不同风电上网电价和调频补偿价格条件下的运行策略。
后续研究
后续研究方向为考虑风电出力随机性及其预测误差对运行策略的影响，研究并提出风储联合体的日前和日内优化策略。
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