提高风电功率可调度性的储能配置研究

摘要

风电随机、不确定的特点给电网对风电的调度带来了困难，是造成风电功率难以并入电网的原因之一。随着储能技术的飞速发展，在风电场安装储能系统是解决风电调度问题的有效方法。储能具有可以灵活充放电、输出功率可控的特点，储能安装在风电场可以使风电场并网功率由实际风电功率变为风储联合输出功率，提高了风电场并网功率的可调度性。利用储能提高风电可调度性有多方面的内容，本文研究涉及提高风功率预测准确率和平滑风功率波动两个方面。首先以提高风功率预测准确率为目标配置储能系统，其次分析了配置储能系统提高风功率预测准确率的同时对风电功率波动性的影响。
　　研究以提高风功率预测准确率为目标的储能配置问题。本文研究了基于离散傅立叶变换法和基于概率统计的两种储能配置方法。选用风电场不同时间尺度的历史数据，计算了不同风功率预测准确率提高指标所需的储能配置结果。对储能配置方法的优缺点、储能配置结果的可靠性和一般性进行了分析。文章研究的储能配置方法可以计算不同风功率预测准确率提高指标所需的储能配置，风电场可以根据自身需要配置储能，提高了风电场的经济性。
　　基于以提高风功率预测准确率为目标的储能配置结果，分析配置储能对风功率波动性的影响。首先介绍了可以描述风功率波动特性的指标，本文选用了风功率波动率、相对平均功率和相对标准差对风功率的波动性进行描述。其次分析以提高风功率预测准确率为目标配置储能系统、储能出力策略为配置储能时确定的储能出力策略时，不同储能出力策略、储能容量对平滑风功率波动性效果的影响。
　　考虑单一储能难以满足对储能的需求，研究了一种基于离散傅立叶变换法的复合储能系统配置方法。根据能量型和功率型储能的技术特点，基于已经计算得到的单一储能系统输出功率，计算出符合不同类型储能技术特点的储能输出功率，从而配置出合理的复合储能系统。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．1．1 风力发电发展现状

1．1．2 储能技术发展现状

1．2 风电可调度性的考核指标

1．3 本课题研究现状

1．4 本文主要研究内容和研究方案

2 基于离散傅立叶变换法的储能配置方法

2．1 总体思路

2．2 理论基础

2．2．1 离散傅立叶变换

2．2．2 试差法

2．3 储能配置步骤

2．4 算例分析

2．4．1 试差法分量选择策略

2．4．2 不同试差法策略效果分析

2．4．3 储能配置方法可靠性分析

2．5 本章小结

3 基于概率统计的储能配置方法

3．1 储能配置一般方法

3．1．1 总体思路

3．1．2 储能出力策略

3．1．3 储能配置步骤

3．2 储能出力策略优化方法

3．2．1 储能出力策略

3．2．2 优化目标

3．2．3 粒子群优化算法

3．3 算例分析

3．3．1 优化算法效果分析

3．3．2 储能配置方法可靠性分析

3．3．3 储能配置结果一般性分析

3．4 本章小结

4 储能系统平滑风电场有功功率波动

4．1 风功率波动特性指标

4．1．1 风功率波动特性的特征描述

4．1．2 风功率波动特性的评价指标

4．2 算例分析

4．2．1 储能容量对风功率波动性的影响

4．2．2 储能出力策略对风功率波动性的影响

4．2．3 结果分析

4．3 本章小结

5 复合储能系统配置

5．1 储能系统分类

5．2 复合储能系统配置方法

5．2．1 总体思路

5．2．2 储能配置步骤

5．3 算例分析

5．4 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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