風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能電池的容量?jī)?yōu)化配置.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得全球?qū)﹄娏Φ男枨笕找嬖黾印Ｈ欢捎谑?、煤炭等一次能源?duì)環(huán)境氣候的影響，使得風(fēng)能等清潔能源正廣泛得到開(kāi)發(fā)和利用。但是風(fēng)力發(fā)電也存在一些問(wèn)題：風(fēng)電輸出功率具有隨機(jī)性、波動(dòng)性，使得風(fēng)電并網(wǎng)給電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性方面帶來(lái)一系列的影響。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量也在逐年增加，使風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響越發(fā)受到人們的重視。
　　儲(chǔ)能技術(shù)使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)有個(gè)能量緩沖，將儲(chǔ)能裝置引入到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，對(duì)于

2、功率的波動(dòng)有一定的平抑效果，以此來(lái)減輕風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的不利影響，從而提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的穩(wěn)定性以及電網(wǎng)消納風(fēng)電的能力。在各種儲(chǔ)能技術(shù)中，液流電池具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、功率和容量相互獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn)，目前正廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)中。此外，超級(jí)電容的功率密度大、能量轉(zhuǎn)換效率高，但價(jià)格昂貴，所以和液流電池相結(jié)合組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，讓其發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，非常適合在風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)中使用。但是儲(chǔ)能容量的大小也不容忽視：容量過(guò)小使得平抑效果不

3、明顯，過(guò)大又失去了經(jīng)濟(jì)性。在此種情況下，本文提出分別通過(guò)液流電池的單一儲(chǔ)能和液流電池—超級(jí)電容的混合儲(chǔ)能來(lái)優(yōu)化儲(chǔ)能裝置的容量問(wèn)題。其主要工作有：
　　(1)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的波動(dòng)性做了簡(jiǎn)要分析，并給出了平抑波動(dòng)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)和液流電池、超級(jí)電容的特性及數(shù)學(xué)模型，為儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)對(duì)單一儲(chǔ)能而言，建立以風(fēng)電場(chǎng)輸出功率與輸出功率參考值標(biāo)準(zhǔn)差和儲(chǔ)能容量成本最小為目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)不同的時(shí)間窗口，采取不同的參考

4、輸出功率，利用粒子群優(yōu)化算法針對(duì)具體算例進(jìn)行優(yōu)化的方案，得到了不同時(shí)間窗口下需要配置的不同的儲(chǔ)能容量。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐恼{(diào)度計(jì)劃，選取不同的時(shí)間窗口，從而選擇既符合風(fēng)電并網(wǎng)要求、經(jīng)濟(jì)性又較好的容量作為所配電池的額定容量。
　　(3)根據(jù)液流電池儲(chǔ)能和超級(jí)電容儲(chǔ)能的各自特點(diǎn)，提出將液流電池和超級(jí)電容結(jié)合（超級(jí)電容平抑較高頻率、液流電池平抑較低頻率），并基于低通濾波原理計(jì)算了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中兩者各自的功率和容量大小，最后將混合儲(chǔ)能