用于平抑可再生能源功率波动的储能电站建模及评价（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

2.1 场景一：考虑储能平抑风电

2.2 场景二：考虑储能平抑风电光伏 

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 2.3 风场景削减

2.4 光场景削减 

3 参考文献

4 Matlab代码、数据、文章讲解

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1 概述

文献来源：

摘要：针对可再生能源(大型风电场和光伏电站)电站侧蓄电池储能电站(BESS)平抑随机输出功率波动的功能定位,建立了基于钠硫电池的储能电站动态性能分析与评价模型。根据电网对可再生能源功率输出的不同要求和蓄电池自身运行约束,提出了BESS动态充放电控制策略和2种运行优化目标,建立了不同的评价指标,以便从各种角度对BESS的动态效果加以量化。优化算法采用动态规划法。算例证明该模型有效,进一步给出了系统中基于BESS动态性能的最佳BESS配置数量。

关键词：

储能电站;建模;风电;钠硫电池;动态规划;

如今，电力系统对利用大规模储能系统平抑可再生能源功率波动的需求越来越迫切。一方面，系

统中日益增加的大型风电与光伏发电系统等可再生能源对传统 电 网 的 可 靠 性 及 稳 定 性 带 来 很 大 的 冲击，这与系统需要平稳、确定的电能注入相矛盾。当大型可再生能源接入电力系统后，传统机组的爬坡速率往往不能满足可再生能源带来的大幅度、短时的功率波动要求，这就迫使电网对接入系统的可再生能源进行限制。例如：文献[1]对风电场输出功率变化率作出了明确规定。另一方面，传统的铅酸类蓄电池虽然反应速度较快，但其容量小、体积大、充放电限制多、自放电率大、寿命短等缺点限制了其在平抑可再生能源功率波动上的大规模运用。新型蓄电池相比传统蓄电池具有能量比高、充放电限制少、运行模式多样、自放电极小、充放电循环寿命高的优点，在电力系统中的应用潜力巨大。由新型蓄电池组 成 的 独 立 的 电 池 储 能 电 站 相 比 传 统 的 抽 水 蓄 能 电 站又具有体积小、安装场地灵活、响 应 时 间 极 短等特点，这使得 ＢＥＳＳ在 性 能 上 能 更 好 地 胜 任 平 抑可再生能源功率波动的任务。

 对储能电站动态性能的研究由来已久，以文献为代表的国内研究成果 重 点 研 究 和 探 讨 了 抽

水蓄能电站静、动态效益的评价及其经济运行模式，并提出了多项评价指标。从功能上看，平抑可再生能源功率波动其实就是以消除注入功率不稳定、计划外功率波动为目标，这与抽水蓄能电站的动态功能的目标相符。但由于能量储存和转换介质的不同，对各种类型储能电站的建模评价指标出了不同的要求。目 前，对 ＢＥＳＳ动态性能的评价指标基本可分为２种：一种是通过功率注入值与负荷值的比较，计算系统频率变化值或系统缺电时间期望值的大小，通过这２个 值 的 变 化 来 判 断BESS 平 抑效果的差异。这类评价方法适用于容量不太大、功率变化范围较小的孤立系统或微网系统中BESS评价。另一种评价指标是判断相邻时段内注入功率变化率是否满足给定要求，该指标适用于系统容量很大、功率变化极为剧烈的大型可再生能源发电站出 口 侧 或 负 荷 波 动 较 为 明 显 而 短 促 的 负 荷 侧BESS评 价。与BESS静 态 性 能不 同，在 动 态性能中 BESS所需平抑的可再生能源功率波动具有短时、剧烈的 特 点。那 么 平 抑 此 类 波 动 对 ＢＥＳＳ功率配置的要求远 远 大 于 对 ＢＥＳＳ电量配置的要求。针对这一事实，许多蓄电池（如钒电池、钠硫电池等）均设计了输出功率高于额定功率的短时放电运行模式。应用这种模式可避免由于额定功率不足而增加系统中BESS配置数量的情况。

本文针对 大 规 模 可 再 生 能 源 电 站 侧 的 BESS，以钠硫电池为例 建 立 了 BESS动 态 充 放 电 模 型，并根据BESS动态性能的不同提出了２种优化调度策略，建立相应的效果评价指标并给出算例结果。

2 运行结果

2.1 场景一：考虑储能平抑风电

 

 

2.2 场景二：考虑储能平抑风电光伏 

 

 2.3 风场景削减

蒙特卡罗生成场景，并用基于概率距离的快速前代消除技术进行场景削减

 

 

2.4 光场景削减 

蒙特卡罗生成场景，并用基于概率距离的快速前代消除技术进行场景削减。

3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

[1]丁明,徐宁舟,毕锐.用于平抑可再生能源功率波动的储能电站建模及评价[J].电力系统自动化,2011,35(02):66-72.

4 Matlab代码、数据、文章讲解