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近年來，我國新能源發(fā)展趨勢越來越快速。以風電為例，2020年上半年，全國新增風電裝機容量632萬kW，截止2020年6月底，累計并網(wǎng)裝機容量達到2.17億kW，并且全國棄風電量及棄風率實現(xiàn)“雙降”，但部分地區(qū)棄風情況仍較為明顯，風電的反調(diào)峰特性提高了電網(wǎng)峰谷差，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來困難。

為緩解上述矛盾，需展開火電機組深度調(diào)峰，但深度調(diào)峰會增加機組運行成本，如何平衡經(jīng)濟性與調(diào)峰性能的關系是決定機組運行的關鍵因素。而儲能技術(shù)具有較快的響應速度，能夠優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)調(diào)峰容量，儲能輔助火電機組參與電網(wǎng)調(diào)峰可以改善電網(wǎng)調(diào)峰壓力，減少風電高滲透地區(qū)棄風產(chǎn)生。但儲能技術(shù)的高成本是影響其發(fā)展的關鍵因素之一，因此如何確定合適的儲能系統(tǒng)配置方案，使其保證經(jīng)濟性的同時又具有較好的調(diào)峰效果是目前研究的熱點。

針對火電為主東北地區(qū)風電高滲透電網(wǎng)的調(diào)峰問題，東北電力大學等單位的科研人員提出一種參與電網(wǎng)調(diào)峰的儲能雙層優(yōu)化配置策略，并對儲能系統(tǒng)進行經(jīng)濟性分析。

本方案外層模型為優(yōu)化配置模型，以儲能系統(tǒng)凈收益、火電機組出力標準差改善量以及新增風電接納量指標構(gòu)成多因素優(yōu)化模型，采用迭代計算的方法得到配置備選集內(nèi)所有方案的多因素指標，選取最優(yōu)值作為兼顧技術(shù)性及經(jīng)濟性的儲能系統(tǒng)配置結(jié)果。

圖1 儲能參與電網(wǎng)調(diào)峰配置方案模型結(jié)構(gòu)

外層模型各指標依靠內(nèi)層模型輸出參數(shù)進行計算，內(nèi)層模型為優(yōu)化調(diào)度模型，綜合考慮儲能系統(tǒng)運行成本、火電機組運行成本以及棄風懲罰成本，以系統(tǒng)調(diào)峰運行成本最小為目標，優(yōu)化系統(tǒng)風電接納量，并得到儲能系統(tǒng)充放電功率及火電機組出力。最后，基于某局部電網(wǎng)實測數(shù)據(jù)，科研人員驗證了配置方案的有效性，并對儲能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟性進行分析。

他們得到的主要結(jié)論如下：

1）以配置200MW/800MW?h磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)為例，本調(diào)度策略可以降低62.90%的棄風功率，降低347.47萬元系統(tǒng)總調(diào)峰運行成本。

2）在負荷功率水平為2800MW左右，風電滲透率約40%的電網(wǎng)中，磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)最優(yōu)配置結(jié)果為170MW/630MW?h，全釩液流儲能系統(tǒng)最優(yōu)配置結(jié)果為170MW/520MW?h。

3）在優(yōu)化配置結(jié)果的前提下，當補償單價在0.46元/(kW?h)，峰谷電價差為1.99元/(kW?h)，容量價格為745元/(kW?h)時，可使磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)達到經(jīng)濟平衡。

4）在優(yōu)化配置結(jié)果的前提下，當補償單價在0.45元/(kW?h)，峰谷電價差為2.29元/(kW?h)時，可以使全釩液流電池儲能系統(tǒng)達到經(jīng)濟平衡。

科研人員歸納了本研究工作的主要創(chuàng)新點：①提出綜合考慮儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)峰時經(jīng)濟性指標和技術(shù)性指標的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方案；②考慮儲能系統(tǒng)加入后對常規(guī)電源運行經(jīng)濟性的影響，以系統(tǒng)總調(diào)峰成本最低來優(yōu)化機組及儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)；③計及儲能系統(tǒng)全壽命評估儲能應用的經(jīng)濟性，從多角度系統(tǒng)分析影響其經(jīng)濟性的主要因素。

另外，他們也表示，由于本研究對象針對東北電網(wǎng)，傳統(tǒng)電源中主要計及火電機組，對于富含水電區(qū)域的可再生能源大規(guī)模接入帶來的調(diào)峰問題，容量配置模型的適應性還有待進一步研究。

本文編自2021年第19期《電工技術(shù)學報》，論文標題為“參與調(diào)峰的儲能系統(tǒng)配置方案及經(jīng)濟性分析”，作者為李軍徽、張嘉輝 等。