考虑风电-DETA蓄电池储能联合系统调频的电池储能系统最优容量配置策略
发布时间：2026-07-08 19:39:41 点击： 次
随着可再生动力持续并入电网，体系频率安稳性问题日益凸显。由于电池储能体系（BESS）具有快速响应和双向功率调理特性，其可以有用缓解风电动摇对电网频率的影响。因此，在保证体系频率安稳性的前提下，必须对风力发电机（WT）操控参数进行协同优化，并完成BESS容量的经济装备。考虑到风电浸透率的影响以及风储联合体系参加频率调理(FR)的经济性与功能体现，本文提出一种考虑风储联合体系频率调理特性的电池储能体系(BESS)最优容量装备战略。首先，构建了风电机组(WT)参加频率调理的体系频率响应模型；其次，经过归纳体系频率调理效果与BESS容量装备的经济性考量，建立了BESS容量装备的数学模型。该模型结合BESS生命周期理论，将电网的FR（调频需求）以及WT（风力发电机）与BESS的运转状况作为束缚条件。应用反向搜索粒子群优化算法求解不同风电浸透率下BESS容量装备方案，并优化WT下垂系数。模仿结果表明，所提出的BESS容量装备办法在保持体系安稳性的一起，经过考虑WT参加FR，可降低所需BESS容量及相关本钱。 （注：根据术语表要求，Simulation统一译为"模仿"；FR作为专业缩写保存不译；WT、BESS为设备缩写保存不译；"droop coefficient"译为电力体系标准术语"下垂系数"）1
在碳达峰与碳中和方针的驱动下，如文献[1]所述，多国正构建高效新式动力体系以促进可再生动力发展。由于风电出力的不确定性，文献[2]指出风电功率动摇会明显影响电力体系的频率安稳性。此外，电池储能体系（BESS）所具有的精准、快速、灵敏的响应特性，使其成为频率调理（FR）的有用解决方案，有助于缓解可再生动力间歇性与动摇性对电力体系安稳性的影响。根据文献[3]相关方针要求，为保证电力体系安全安稳运转，风力发电机组（WT）必须装备规定容量的BESS。因此，在保证体系频率安稳性的前提下，如何经济高效地装备BESS容量至关重要。
现在，很多学者已对风储调频操控参数展开广泛研讨。文献[4]规划了一种考虑荷电状况（SOC）与功率调理才能差异的分布式储能一致功率分配战略，完成根据SOC份额的风储调频功率分配。文献[5]提出经过调整电池储能体系（BESS）下垂系数，根据BESS的SOC状况参加调频的风储协同操控战略。文献[4,5]作者尽管考虑了风电机组（WT）与电池储能体系（BESS）参加调频时操控参数的影响，但对BESS容量优化分配问题关注不足。
为优化容量装备，文献[6]的作者提出了一种考虑日历老化导致有用容量衰减的电池寿命模型，并将其引入混合储能体系本钱计算模型中以完成容量优化装备。针对风电场集群，研讨提出了一种共享氢储能的双层装备与运转协同优化模型，该共享氢储能体系的构建明显提升了体系的经济性[7]。文献[8]提出了一种考虑风电出力动摇性与电池储能体系本身运转束缚的风储联合体系容量装备战略，该模型旨在经过合理挑选电池储能容量使联合体系年收益最大化，提升风储联合运转的经济性。然而上述研讨首要聚焦于经济性视角，未充分考虑调频需求对电池储能容量装备的影响。文献[9]根据当地风电现有装机容量对聚光太阳能电站及其电池储能体系进行装备，并提出一种考虑鼓励型用户响应的双层容量优化分配办法。参考文献[10]提出了一种考虑钒液流电池与抽水蓄能混合储能体系技能差异的协同优化办法，该办法在满足风电并网技能要求的前提下，最大限度降低了钒液流电池的装备本钱。然而，上述研讨仅从平抑风电动摇对电网影响的角度装备BESS，未能考虑风电机组参加调频（FR）对BESS容量装备的影响。这一疏漏导致BESS容量装备过于保守。因此，在高风电浸透率电力体系中，必须根据电网标准要求，统筹调频效应与经济性因从来优化BESS容量装备，这对保证体系安稳性和本钱效益具有重要含义。
为此，本文首先建立了包含风力发电机（WT）与电池储能体系（BESS）的体系频率响应（SFR）模型。其次，根据生命周期理论构建了BESS容量装备的数学模型，该模型整合了WT与BESS的频率调理才能，一起统筹了这些资源的运转限制及体系层面的频率安稳性需求。随后采用逆向搜索粒子群算法（RSPSO）进行BESS容量装备，归纳考量频率调理效果与BESS的经济性。最终，本文探求了不同风电浸透率及优化后的WT下垂系数对BESS容量装备的影响及其相关经济性含义。
在碳达峰与碳中和方针的驱动下，如文献[1]所述，多国正构建高效新式动力体系以促进可再生动力发展。由于风电出力的不确定性，文献[2]指出风电功率动摇会明显影响电力体系的频率安稳性。此外，电池储能体系（BESS）所具有的精准、快速、灵敏的响应特性，使其成为频率调理（FR）的有用解决方案，有助于缓解可再生动力间歇性与动摇性对电力体系安稳性的影响。根据文献[3]相关方针要求，为保证电力体系安全安稳运转，风力发电机组（WT）必须装备规定容量的BESS。因此，在保证体系频率安稳性的前提下，如何经济高效地装备BESS容量至关重要。
现在，很多学者已对风储调频操控参数展开广泛研讨。文献[4]规划了一种考虑荷电状况（SOC）与功率调理才能差异的分布式储能一致功率分配战略，完成根据SOC份额的风储调频功率分配。文献[5]提出经过调整电池储能体系（BESS）下垂系数，根据BESS的SOC状况参加调频的风储协同操控战略。文献[4,5]作者尽管考虑了风电机组（WT）与电池储能体系（BESS）参加调频时操控参数的影响，但对BESS容量优化分配问题关注不足。
为优化容量装备，文献[6]的作者提出了一种考虑日历老化导致有用容量衰减的电池寿命模型，并将其引入混合储能体系本钱计算模型中以完成容量优化装备。针对风电场集群，研讨提出了一种共享氢储能的双层装备与运转协同优化模型，该共享氢储能体系的构建明显提升了体系的经济性[7]。文献[8]提出了一种考虑风电出力动摇性与电池储能体系本身运转束缚的风储联合体系容量装备战略，该模型旨在经过合理挑选电池储能容量使联合体系年收益最大化，提升风储联合运转的经济性。然而上述研讨首要聚焦于经济性视角，未充分考虑调频需求对电池储能容量装备的影响。文献[9]根据当地风电现有装机容量对聚光太阳能电站及其电池储能体系进行装备，并提出一种考虑鼓励型用户响应的双层容量优化分配办法。参考文献[10]提出了一种考虑钒液流电池与抽水蓄能混合储能体系技能差异的协同优化办法，该办法在满足风电并网技能要求的前提下，最大限度降低了钒液流电池的装备本钱。然而，上述研讨仅从平抑风电动摇对电网影响的角度装备BESS，未能考虑风电机组参加调频（FR）对BESS容量装备的影响。这一疏漏导致BESS容量装备过于保守。因此，在高风电浸透率电力体系中，必须根据电网标准要求，统筹调频效应与经济性因从来优化BESS容量装备，这对保证体系安稳性和本钱效益具有重要含义。
为此，本文首先建立了包含风力发电机（WT）与电池储能体系（BESS）的体系频率响应（SFR）模型。其次，根据生命周期理论构建了BESS容量装备的数学模型，该模型整合了WT与BESS的频率调理才能，一起统筹了这些资源的运转限制及体系层面的频率安稳性需求。随后采用逆向搜索粒子群算法（RSPSO）进行BESS容量装备，归纳考量频率调理效果与BESS的经济性。最终，本文探求了不同风电浸透率及优化后的WT下垂系数对BESS容量装备的影响及其相关经济性含义。