平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法.pdf

平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法 于 波 ，王成山，肖 峻，郭 力 （天津大学智能电网教育部重点实验室，天津 300072 ） 摘要：为了抑制光伏、风力发电等间歇式可再生能源输出波动对电网的不利影响，本文提出了用于平滑可再生能 源功率输出的储能系统容量优化确定方法。基于可再生能源频谱分析结果，可优化选取满足经储能系统补偿之后 目标功率输出波动率约束的储能系统最小容量。算例验证了方法的有效性。 关键词：容量确定；储能系统；可再生能源；频谱分析；平滑输出 Sizing of ESS in Power Smoothing for Renewable Power System YU Bo, WANG Chengshan, XIAO Jun, GUO Li (Key Laboratory of Smart Grid of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: A capacity determination method of energy storage system (ESS) in power smoothing operation mode for renewable energy sources (RES) is presented in order to inhibit the adverse effects of its fluctuations on the power grid. The minimum power and energy capacity of ESS that meet the power fluctuation constraints of combined output (the sum output of ESS and RES) can be determined based on output spectrum analysis of RES. The results of case study prove the method proposed in this paper is effective. Keywords: capacity determination, energy storage system (ESS), renewable energy sources (RES), spectrum analysis, power smoothing 1 引言 以风力、光伏发电为代表的可再生能源具有间歇性、随机性及不确定性等特点。随着可再生能源渗透 率不断增加，它们给电网的安全可靠运行带来了越来越多的挑战。储能系统凭借其可充可放的运行特性， 可有效用于克服可再生能源发电系统的波动性。 储能系统与可再生能源发电系统的配合模式按其控制目标的不同大致可分为两类：（1）配合可再生能 源平滑输出波动（包括短期和长期波动）；（2 ）将间歇式可再生能源转变为可调度能源，实现削峰填谷、 计划发电等。相比平滑可再生能源输出波动，将可再生能源转变为可调度能源所需储能系统容量一般要大 得多，鉴于目前储能系统造价昂贵，储能系统这种工作模式下的经济性还有待提高。本文重点研究将储能 系统应用于平滑可再生能源输出波动场景下的储能系统容量优化问题。在这一应用场景下，有关储能系统 容量的选择方法已经取得了一些研究成果，提出了仿真法[1-3] [4，5] 、补偿频段确定法 等。但这些方法所考虑 基金项目： 国家重点基础研究发展计划（973 计划）、资助项目（2009CB219703 ） 作者简介：于波，男，博士研究生，主要研究方向为微网规划设计，储能集成设计等方面的研究工作；联系电话: 022， E-mail: yubon