风力发电用储能系统的优化配置及其仿真研究

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储能技术在风力发电系统中的应用研究

储能技术在风力发电系统中的应用研究摘要：风力发电以其环保和再生能力强等优点，受到越来越多的关注。

风力发电过程相对比较复杂，涉及到的技术也非常多，其中储能技术就是比较重要的技术之一。

因此为了进一步提高风力发电的技术水平，就需要对储能技术在风力发电系统中的应用进行研究。

本文首先介绍了储能技术在风力发电系统中的应用，然后结合储能技术的是实际情况，分析了储能技术应用于风力发电系统中存在的问题及发展前景，为促进风力发电技术的发展提供了理论依据。

关键词：储能技术；风力发电；应用研究；发电系统随着我国社会经济的持续发展，全社会对环保问题的关注度也越来越高。

其中使用化石能源所带来的问题已经对人们的生活产生了巨大的影响。

为了改善目前的生态环境，相关部门也在加大对新能源技的研究力度，而风力发电以其环保和再生能力强等优点，受到越来越多的关注。

而风力发电过程相对比较复杂，涉及到的技术也非常多，其中储能技术就是比较重要的技术之一。

利用储能技术对风力发电进行有效的管理，可以实现持续提升风电的效率和品质的目的。

因此为了进一步提高风力发电的技术水平，就需要对储能技术在风力发电系统中的应用进行研究。

一、储能技术在风力发电系统中的应用（一）氢燃料储能氢燃料的储能是通过电化学装置将氧化剂和燃料中的化学能转换成电能。

，随着可持续发展的要求，氢燃料的储能技术在风电领域中得到了广泛的应用。

氢燃料储能的容量没有上限，根据电解质的不同，它可以被分成三种类型，分别是直接甲醇燃料储能装置、质子交换膜燃料储能装置以及碱性燃料储能装置。

这些储能装置都是由阳极、阴极和电解质组成的，其工作原理基本相同，区别是采用的电解质不同。

目前质子交换膜燃料储能是目前风电系统中最常用的一种技术。

在风力发电系统中，氢储能装置由氢储罐、电解槽、燃料储能装置三部分组成。

当风能足够的时候，电解槽利用电解水产生氢气，并将其储存在氢储罐中，待储满氢之后，这时的多余电力将转出成为负载。

利用储能系统平抑风电功率波动的仿真研究

利用储能系统平抑风电功率波动的仿真研究一、综述随着可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，风能作为一种广泛分布且可再生的能源形式，其发电量波动对电网的稳定运行带来了严峻挑战。

风电功率波动不仅会影响电网的电能质量，还可能对电网的调度和控制产生不良影响，甚至可能导致整个电网的崩溃。

如何有效利用储能系统平抑风电功率波动，提高电网的稳定性和可靠性，已经成为当前研究的热点问题。

如抽水蓄能、压缩空气储能、电池储能等，在电力系统中具有调节电网功率、平衡能源供需的重要作用。

通过合理地配置储能系统，可以在风力发电功率较高或较低时，吸收或释放电能，从而实现对风电功率波动的有效平抑。

这种平抑手段对于保障电网的稳定运行、提高电力系统的供电质量具有重要意义。

利用储能系统平抑风电功率波动是提高电网稳定性和可靠性的重要手段之一。

本文将对相关领域的文献进行综述，分析储能系统在平抑风电功率波动方面的研究现状及存在的问题，并探讨未来可能的研究方向和应用前景。

1. 风能作为一种可再生清洁能源，在全球范围内得到了广泛关注和快速发展。

随着全球能源需求的不断增长，传统化石能源的枯竭以及环境污染问题的日益严重，可再生能源的开发和利用受到了各国政府和企业的高度重视。

风能作为一种可再生清洁能源，在全球范围内得到了广泛关注和快速发展。

风能资源丰富。

我国海岸线长达数千公里，可开发的风能资源储量巨大。

我国地域辽阔，从东北平原到华南沿海，地形复杂多样，风能资源分布广泛，具有较高的开发价值。

风力发电具有清洁环保、可持续发展的特点。

与火力发电相比，风力发电过程中不产生有害气体排放，对环境污染较小，有助于改善大气环境质量。

风力发电作为一种可再生能源，资源丰富且可持续利用，有利于保障国家能源安全。

国家对风力发电产业给予了大力支持。

我国政府出台了一系列政策措施，如加大财政投入、优化电网接入、推动技术创新等，以促进风力发电产业的快速发展。

在政策的推动下，我国风力发电市场呈现出巨大的发展潜力。

风力发电系统的储能技术研究

风力发电系统的储能技术研究风力发电是一种可再生能源，被广泛应用于全球各个国家的能源产业中。

然而，风力发电系统面临着一个共同的挑战，即如何有效地储存和利用风能。

储能技术在风力发电系统中起着至关重要的作用，它可以平衡供应和需求之间的差异，提高系统的可靠性和灵活性。

本文将探讨风力发电系统的储能技术，并讨论一些当前研究的方向和应用。

储能技术是通过将多余的能量储存在一种或多种形式的能量中，以便在需要时随时释放出来。

在风力发电系统中，储能技术可以帮助解决风能波动性的问题。

风力发电系统通常包括风力发电机组和储能设备。

当风力发电机组产生超过需求的电能时，多余的能量将被储存在储能设备中。

当需求超过发电机组产生的电能时，储能设备将释放存储的能量以满足需求。

技术上可行的储能技术有很多种类，包括电池储能系统、压缩空气能量存储、重力储能、超级电容器以及储水泵等。

电池储能系统是一种常见的储能技术，它可以将风能转化为电能并将其储存在电池中。

这种技术的优势在于，它具有较高的能量密度和较高的效率。

目前，锂离子电池和钠硫电池是常用的储能电池类型。

由于电池技术的发展，储能容量和寿命都得到了显著提高，使得电池储能系统在风力发电系统中越来越受到关注和应用。

压缩空气能量存储是另一种常用的储能技术。

它通过将风能转化为压缩空气，并将其储存在地下储气库或大型储罐中。

当需求增加时，储气库中的压缩空气被释放，并且通过膨胀机组转化为电能。

相比于电池储能系统，压缩空气能量存储系统的优势在于具有较低的成本和较长的寿命。

然而，这种技术也面临着一些挑战，如能量转换过程中的能量损失和地下储气库的建设成本。

重力储能是一种相对较新的储能技术，它利用重力势能进行能量存储和释放。

这种技术一般包括两个主要组件：上升机和下降机。

在储能状态下，上升机会将风能转化为高度，并将其储存为重力势能。

当需求增加时，下降机将释放储存的重力势能，并通过发电机将其转化为电能。

重力储能技术的优势在于具有较高的效率和较长的寿命。

风力发电系统中储能容量的优化配置

风力发电系统中储能容量的优化配置作者：张方慧傅程孟春玲来源：《中国科技博览》2018年第13期[摘要]在新能源发电中，储能是新能源发电里必不可少且尤为重要的部分，伴随着新能源利用率的不断提高，在风力发电系统的经济运行中储能系统容量配置的合理性具有十分重要的影响。

所以，从风力发电产业的长远发展来看，对储能系统的容量进行合理的优化配置，在当今的风力发电系统中，具有十分重要的意义。

[关键词]风力发电系统；电池储能容量；储能容量的优化配置中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0125-01近些年来，在全世界范围内对于能源的产生方法中，风力发电得到了快速的发展，然而在范围不断扩大的风电系统的规模中，由于风力的产生及风力的大小受天气的影响，所以，风力发电系统的输出功率因风能的随机性和间接性发生了很大的波动，因此，对于合理准确的预测风电产生的能量造成了困难，对电力系统的安全性及稳定性提出了挑战，对于风力发电系统的经济运行也带来了问题。

所以，针对上述问题，利用储能技术，来尽可能的降低由于气候等自然原因所引起的风电系统的输出功率的波动性，对于系统旋转备用容量的减少，风电产能的风电调度计划的有效执行具有十分重要的意义，而且风力发电系统运行的安全稳定及经济方面得到了兼顾。

一、风力发电系统中储能的接入方式储能作为新能源必不可少的一部分，在风力发电系统中占有尤为重要的地位，因此，对于风力发电系统选择的储存能量的传入方式是储存容量配备装置的过程中的一种优化措施，风力发电系统中储能的接入方式分为直流侧储能接入方式和交流侧储能接入两种情况，具体实施及分析情况如下：1.1 直流侧储能接入方式为防止由于发生故障导致风机端电压下降，在直流侧装置储能装置可以使风机的低电压穿透能力得到提高，可以保证风机不脱离网络运转在短时间过程中。

对于风力发电系统中的储存能量的装置，可以选择用超级电容器和蓄电池。

风电场中储能系统的功率和容量优化配置

风电场中储能系统的功率和容量优化配置文艺;张步涵;毛承雄;王魁;毛彪;曾杰;陈迅【摘要】With the installed capacity of wind power increasing, the influence of wind power on the eco- nomic and stable operation of the power system are drawing more and more attention. Among the methods that have been put forward in order to smooth the wind-power output volatility, the implementation of en- ergy storage system to improve the performance of wind energy generation is a quite promising approach,and it is a meaningful topic on which we study how to choose energy storage device with the smallest ca- pacity to achieve a long-time stable output of the wind farm. A solution of the optimization of the power and capacity of energy-storage device is put forward in this paper, where the standard deviation of the wind-power output fluctuation is set as the objective function. The optimization is programmed based on the CPSO algorithm, and the validity of this solution is verified with practical examples.%针对如何用最小的储能装置实现风电场长时间稳定输出的课题，对风电机组中储能装置的配置功率、配置容量的大小及其对风电机组有功功率输出的优化作用进行了研究，提出了以风电机组及储能装置的输出功率波动标准差为指标的储能系统的功率和容量优化方案，并编写了基于CPSO算法的目标函数优化程序，针对单台风力发电机组一天的风电功率数据进行了优化计算，得出了储能装置额定容量及额定功率的优化组合方案，验证了该方案的有效性．【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2012(027)001【总页数】4页(P18-21)【关键词】风力发电;储能系统;风电功率平抑;优化配置;CPSO算法【作者】文艺;张步涵;毛承雄;王魁;毛彪;曾杰;陈迅【作者单位】强电磁工程与新技术国家重点实验室华中科技大学,武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室华中科技大学,武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室华中科技大学,武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室华中科技大学,武汉430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室华中科技大学,武汉430074;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510600;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510600【正文语种】中文【中图分类】TM614由风力发电并网引起的电力系统经济性和稳定性问题越来越受到人们关注.要达到保证系统安全稳定运行且最大化利用风能的目标，运用储能装置已成为广大学者的共识［1－3］，研究如何用最小的储能装置实现风力发电长时间稳定、经济运行是一个有意义的课题.文献［4］将负荷设为恒定值，以风电机组输出功率特性函数和风速概率分布函数为基础，提出一种大型风电场长时间稳定输出所需储能容量的计算方法.文献［5］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动态充放电策略和两种优化目标，给出了系统中BESS配置数量.目前涉及风电机组配置储能系统时的容量及功率选择方案大多从电力市场的经济角度［6］出发，或由风速预测的累积误差［7］来确定，没有评估储能系统平滑风电有功功率输出的效果.样本标准差［8－9］可以反映一组随机数据个体间的离散程度，同样可以用于评估风电机组有功功率输出，以及用于确定储能系统的功率和容量.本文在综合考虑系统稳定性和经济性的基础上，提出了以减小风电机组及储能装置有功输出的标准差作为储能容量及功率优化配置的评判标准，并编写基于CPSO算法的程序来分析目标函数，通过具体算例验证该优化方案的有效性.1 储能容量及功率优化方案1.1 目标函数一个较大的标准差，代表大部分的数值和其平均值之间差异较大；而一个较小的标准差，则代表这些数值和其平均值之间差异较小.本文采用样本标准差作为风电机组及储能装置有功功率输出波动的评价指标.风电机组及储能装置的有功输出功率样本标准差式中，Pav为一个周期内风电的平均有功功率，且为风电场在时段t输出的有功功率）；为储能装置在时段t的充、放电功率；T为一个周期内的时段数，也即样本的个数.1.2 约束条件1.2.1 储能装置能约束式中为储能装置在时段t末储存的能量；ESmin为储能装置的最小储存能量；ESmax为储能装置的最大储存能量，本文假定ESmin＝0.02ESN，ESmax＝0.98ESN（ESN为储能装置的额定容量）.1.2.2 充放电功率约束储能装置存在充放电功率极限约束，又由于储能装置属于风电场的组成部分，故任一时刻储能装置的充电功率必然小于风电场的输出功率.故有：式中分别为储能装置的最大充电功率和最大放电功率.假定同一时段内储能装置的充放电过程不可同时进行（当所取的时段足够短时，该假定必然成立），即下式成立：1.2.3 能量平衡约束式中，σ为储能装置在单个时段持续时间内的自放电率.1.2.4 初始储能 E0＝C（已知），注意到约束条件式（1），若令表示储能装置在时段t的输出功率表示储能装置放电＜0表示储能装置充电此时约束条件式（1）自然满足.此时目标函数变为：1.2.5 充放电次数约束设储能装置的充电状态为uch（t），放电状态为udisch （t）.当电池充电，即＜0时，uch（t）＝1，udisch（t）＝0；当电池放电，即Pts ＞0时，udisch（t）＝1，uch（t）＝0.则储能装置的充放电次数约束为：式中充放电次数λ1，λ2的具体取值可根据负荷预测情况、储能装置的寿命及其在系统运行中所发挥的作用等因素综合考虑确定.综上所述，基于样本标准差的储能装置容量和功率优化方案的目标函数为约束条件为s.t.2 混沌粒子群优化（CPSO）算法粒子群优化［10］（PSO）算法是一种基于群体智能的随机寻优算法，通用性强，所需调节参数少，但其初始化是随机的，对个体的质量不能保证，且易陷入局部最优解.混沌可在一定范围内不重复的遍历所有状态，避免陷入局部极小点，但搜索通常需要大量的迭代次数才可获得较好的解［11］.故将混沌算法与基本粒子群算法结合起来，形成混沌粒子群算法：利用混沌的遍历性，产生大量初始种群，从中选取优良个体用于迭代，在迭代过程中对粒子位置产生混沌扰动，尽量避免其陷入局部极值［12－13］.利用CPSO算法分析系统风电功率标准差的程序流程如图1所示.图1 利用CPSO算法计算目标函数的程序流程图3 算例分析位于湖北省咸宁市通山县的九宫山风力发电场规划总装机容量156MW，目前一期工程总装机容量为13.6MW，由16台Gamesa的G58－850kW风力发电机组组成.风力发电机塔高44m，风叶直径56m.本文的算例分析将采用九宫山风电场额定功率为850kW的双馈风电机组2009年4月18日的有功功率数据.该数据以15min为时间间隔（图2）.分析时假定储能装置自放电率σ＝0，初始储能E0＝ESmin.图2 九宫山风电机组日有功功率曲线图3 分别给出了无储能及储能装置额定容量为1.90MWh，额定功率分别为100kW、250kW、465 kW时风电机组及储能装置的风电输出功率.可见，当储能装置额定容量一定时，随着其额定功率的不断增大，风电功率波动逐渐减小.当储能装置额定容量为1.90MWh、额定功率为465kW时可以完全稳定输出.图3 无储能及储能装置额定容量1.9MWh时三种不同额定功率下系统输出功率图4 分别给出了无储能及储能装置额定功率为465kW，额定容量分别为0.6MWh、1.3MWh、1.9 MWh时的风电输出功率.可以看出，当储能装置额定功率一定时，随着其额定容量的不断增大，风电功率波动逐渐减小.图4 无储能及储能装置额定功率为465kW时三种不同额定容量下系统输出功率图5 给出了储能装置额定容量分别为0.15MWh、 0.3MWh、 0.5MW、0.7MWh、1MWh、1.25MWh、1.5MWh、1.75MWh、1.9 MWh等情况下，系统输出功率的标准差（即目标函数σwp）随额定功率的变化曲线.由图5可以得出：1）当储能装置额定容量一定时，随着额定功率的不断增大，σwp一开始减幅较大，随后趋于稳定，这是由于额定功率较小时，储能装置充放电功率受到额定功率的限制，而当额定功率较大时主要受储能装置容量的限制；2）当储能装置额定功率一定时，随着额定容量的不断增大，σwp的变化趋势同1），这是由于额定容量较小时，储能装置容量约束成为主要约束，而当额定容量较大时，充放电功率极限约束成为主要约束.图5 目标函数值随储能装置的额定容量和功率变化曲线当储能装置容量为1.90MWh，额定功率为465kW，迭代次数足够多时，σwp会收敛于0，即风电机组可以完全保持恒功率输出，则该风电机组所需配置的储能装置最大为1.90MWh－465kW.另外，根据实际系统所能允许的风电功率波动的情况，可以配置不同参数的储能装置.考虑储能装置平滑功率波动的效果，由图5可以得出风电机组所需配置的储能装置容量及功率组合方案（表1）.由表1可知，如果选取额定容量为1.5MWh的储能装置，则其额定功率最好配置为350kW，即配置额定功率大于350kW的储能装置意义不大.表1 储能装置额定容量及额定功率组合优化方案额定容量／MWh额定功率／kW 额定容量／MWh额定功率／kW 0.15 100 0.3 150 0.5 200 0.7 200 1 300 1.25 300 1.5 350 1.75 400 1.9 465 －－4 结束语本文的算例分析部分针对一天的风电功率数据进行了优化计算，实际上应选不同季节的有代表性的风电数据，并兼顾储能装置运行维护费用等诸多因素，才能确定更好的容量优化配置方案.［参考文献］［1］黄亚峰.风电机输出功率波动平抑控制的可行性研究［D］.吉林：东北电力大学，2007.［2］张步涵，曾杰，毛承熊，等.电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用［J］.电网技术，2006，30（15）：54－58.［3］贾宏新，张宇，王育飞.储能技术在风力发电系统中的应用［J］.可再生能源，2009，27（6）：10－15.［4］韩涛，卢继平，乔梁，等.大型并网风电场储能容量优化方案［J］.电网技术，2010，34（1）：169－173.［5］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（2）：66－72.［6］Wang X Y，Mahinda Vilathgamuwa D，Choi S S.Determination of Battery Storage Capacity in Energy Buffer for Wind Farm［J］.IEEE Transaction on Energy Conversion，2008，23（3）：868－878.［7］Toshiya Nanahara.CaPacity Requirement for Battery Installed at a Wind Farm［J］.IEEJ Transactions on Power and Energy，2009，129（5）：645－652.［8］Lubosny Z，Bialek J W.SuPervisory Control of a wind Farm［J］.IEEE Transactionson Power Systems，2007，22（3）：985－994.［9］Tomoki Asao，Takahashi R，Murata T，etc al.Evaluation method of Power rating and energy capacity of Super－conducting Magnetic Energy Storage system for output smoothing control of wind farm［C］／／18thInternatioal Conference on Electrical Machines（ICEM2008），2008：1－6.［10］高尚，杨静宇.群智能算法及其应用［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.［11］王凌，刘波.微粒群优化与调度算法［M］.北京：清华大学出版社，2008. ［12］蒙文川，邱家驹.电力系统经济负荷分配的混沌粒子群优化算法［J］.电力系统及其自动化学报，2007，19（2）：114－119.［13］高鹰，谢胜利.混沌粒子群优化算法［J］.计算机科学，2004，31（8）：13－15.。

电力系统中的储能设备系统仿真与优化

电力系统中的储能设备系统仿真与优化在电力系统中，储能设备的运用是提高能源利用效率、增强电力系统稳定性和可靠性的重要手段。

为了充分发挥储能设备的作用，需要对其进行系统仿真与优化，以实现最佳性能和经济效益。

本文将针对电力系统中储能设备系统的仿真与优化问题展开探讨。

一、介绍电力系统中的储能设备可用于储存多余的电能，并在需要时释放出来。

其主要类型包括电池储能、超级电容器储能、压缩空气储能等。

储能设备可以提供快速响应，平衡电力系统的负荷变化，降低输电损耗，提高系统的可靠性和稳定性。

二、储能设备系统仿真储能设备系统的仿真是通过建立适当的数学模型，模拟真实系统的运行情况，进而评估其性能和效果。

仿真可以帮助我们深入了解储能设备系统的各种特性和行为，并为后续的优化工作提供依据。

1. 储能设备模型储能设备模型是仿真的基础，其主要包括电池模型、超级电容器模型等。

模型的建立应准确反映设备的物理特性和电气行为。

对于电池模型来说，需要考虑到电池的内阻、电性能和充放电特性等因素。

对于超级电容器模型来说，需考虑到电容量、压降等因素。

2. 系统仿真软件为了进行储能设备系统仿真，我们需要使用专业的仿真软件。

例如，PSCAD、PSSE等软件可以模拟电力系统的各个方面，并可以通过插件或自定义模型集成储能设备系统模型，进行系统的仿真与分析。

三、储能设备系统优化通过对储能设备系统的优化，可以进一步提高系统的性能和效益。

优化的目标包括提高系统的能量转换效率、减少储能设备的充放电损耗、降低系统的负荷峰值等。

下面是一些常用的优化方法：1. 储能容量优化通过确定合适的储能容量，可以最大限度地降低系统的峰谷差、提高功率平衡性。

储能容量的优化可以采用数学规划、遗传算法等方法进行求解。

2. 充放电策略优化储能设备的充放电策略直接影响其性能和效益。

通过优化充放电策略，可以实现最佳的能量利用效率，减少能量浪费。

常用的优化方法包括模糊控制、强化学习等。

3. 储能系统的运行策略优化储能系统的运行策略包括储能设备的启停控制、负荷调度等。

风电场储能系统的优化方案

风电场储能系统的优化方案第一章引言随着全球对清洁能源的需求日益增加，风能作为一种可再生资源得到越来越广泛的认可和应用。

然而，风电场的可再生能源自身特性以及不稳定的发电特点也给电网的稳定性和可靠性带来一定的挑战。

因此，储能系统的引入成为了解决风电场可预测性和可调度性的重要手段。

本文将重点研究风电场储能系统的优化方案。

第二章风电场需求与储能系统2.1 风电场的特点风电场是一种以风能为动力的发电系统，主要利用风轮驱动风力发电机产生电能。

风能资源的分布不均、强度随时间变化以及预测性差是风电场的主要特点之一。

2.2 储能系统的引入为了应对风电场发电的间断性和不稳定性，储能系统被引入作为稳定能量供应的备用装置。

储能系统能够将风电场的电能储存起来，并在需要时释放，从而提高风电场的可调度性和可靠性。

第三章风电场储能系统的类型3.1 电池储能系统电池储能系统是目前应用较为广泛的一种储能技术，可分为铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池等类型。

其优点包括能量密度高、循环寿命长等。

3.2 压缩空气储能系统压缩空气储能系统利用风电场过剩电能压缩空气，再在需要时释放空气驱动涡轮发电机发电。

该系统具有储能效率高、运行稳定性好等优点。

3.3 超级电容储能系统超级电容储能系统充放电速度快，可以承受高频率的循环充放电，适用于频繁充放电场景，但能量密度相对较低。

3.4 氢能储能系统氢能储能系统将风电场电能转化为氢气，再通过燃料电池进行发电。

该系统具有储能效率高、长期储运成本低等优点。

第四章风电场储能系统的优化方案4.1 储能系统容量规划在优化风电场储能系统方案中，首先需要确定储能系统的容量规划。

容量过小会导致储能能力不足，容量过大则会造成不必要的投资成本。

根据风电场的发电特性以及负荷需求，通过建立模型分析确定最优容量。

4.2 储能系统调度策略针对不同的风速及风能预测情况，制定合理的储能系统调度策略至关重要。

调度策略应根据电网需求、储能系统的状态和电价等因素进行优化，以最大化储能系统的效益。

《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文

《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着环境保护和能源可持续发展需求的提高，可再生能源发电系统得到了越来越多的关注。

风光互补发电系统是其中最具潜力的可再生能源系统之一，该系统集成了太阳能光伏发电和风能发电技术，可以有效地提高能源的利用效率和供电的稳定性。

为了更好地理解并优化风光互补发电系统的性能，对其建模与仿真研究显得尤为重要。

本文将探讨风光互补发电系统的建模方法，以及通过仿真分析系统性能的过程。

二、风光互补发电系统的建模1. 系统构成风光互补发电系统主要由太阳能光伏板、风力发电机、储能装置（如蓄电池）和控制系统等部分组成。

在建模过程中，我们需要考虑每个组件的性能特性和相互关系。

2. 建模方法(1) 物理建模：基于物理原理和能量守恒定律，建立各组件的数学模型。

例如，太阳能光伏板的输出功率与光照强度和温度有关，风力发电机的输出功率与风速有关。

(2) 仿真平台：采用MATLAB/Simulink等仿真平台，将各组件模型连接起来，形成完整的系统模型。

在仿真平台上，可以设置不同的环境参数（如光照强度、风速、温度等），以模拟实际运行环境。

三、风光互补发电系统的仿真分析1. 仿真环境设置在仿真平台上设置不同的光照强度、风速、温度等环境参数，以及系统的运行策略（如最大功率跟踪、储能管理策略等）。

2. 仿真结果分析(1) 输出功率分析：分析系统在不同环境条件下的输出功率，以及各组件的功率分配情况。

通过对比单一太阳能或风能发电系统的性能，评估风光互补发电系统的优势。

(2) 稳定性分析：通过长时间仿真，分析系统的稳定性和运行效率。

观察系统在各种环境条件下的响应速度和调整能力，以评估系统的鲁棒性。

(3) 储能管理策略分析：分析不同储能管理策略对系统性能的影响。

通过对比不同策略下的系统运行数据，找出最优的储能管理策略。

四、结论与展望通过建模与仿真研究，我们可以更好地理解风光互补发电系统的性能和运行特点。

仿真结果表明，风光互补发电系统在输出功率、稳定性和鲁棒性等方面具有明显优势。

风电场电力系统的建模与仿真分析

风电场电力系统的建模与仿真分析近年来，随着对环境问题的不断关注和对可再生能源利用的不断扩大，风电场成为了可靠的电力供应来源之一。

风能资源丰富，利用成本低，而且不像化石能源一样有排放污染物的风险，因此越来越多的国家都开始在风力发电方面进行投资和研究。

然而，风电场的建设和运营却涉及到了很多技术问题。

其中，电力系统的建模与仿真分析便是其中重要的一环。

风力发电的本质是将风能转化为电能。

具体来说，通过风机叶轮的旋转，驱动发电机发电。

而风电场的电力系统则是将这些发电机产生的电能收集起来，并将其输送到消费者处进行使用。

因此，电力系统的建模与仿真分析就是通过对电力系统的各环节进行合理的建模，对电力系统进行仿真，根据仿真结果分析电力系统的性能、可靠性，并进行问题解决和优化改进的重要手段。

首先，电力系统的建模是非常重要的。

通常来说，建模是建立起整个电力系统的数学模型，用于分析和预测电力系统的行为和性能。

电力系统建模的目标是最大化系统效率和可靠性，并尽可能地降低成本。

同时，在电力系统建模中还应该考虑到电力系统的复杂性，包括供电系统、电流、电磁场、热场等多个因素。

因此，建立一个准确、全面的电力系统模型需要大量的经验和专业知识。

在建立电力系统模型之后，便可进行仿真分析。

仿真分析是指利用计算机程序进行电力系统的模拟，以检测电力系统的运行性能。

仿真分析通过对电力系统的各组件进行数值计算和预测，得出电力系统的行为和特性。

仿真分析可以与实际电力系统的数据进行对比，从而确定仿真程序的准确性和可靠性。

电力系统的仿真分析需要包括多个环节。

首先是电力系统的潮流分析，即分析系统中的电流、电压、功率等特性。

其次是电力系统的稳定性分析，即分析电力系统在各种负荷和故障情况下的稳定性。

再次是电力系统的短路分析，即分析系统中在各种故障下的短路情况，确定其所引起的影响。

最后是针对电力系统的控制和保护设计方案进行模拟和优化分析，以保证电力系统的安全运行。

风力发电系统中储能容量的优化配置

Electric Power Technology296风力发电系统中储能容量的优化配置罗朗川（广东粤电湛江风力发电有限公司，广东湛江 524000）摘要：在风力发电系统过程当中加强对储能系统容量的进一步优化能更好地推进风力发电产业的长远发展。

本篇文章就在这样的背景之下，深入探讨了在风力发电系统过程当中，储能容量的有效提升方式，从更好地提高风力发电的效率，推进其风力发电的能源供应。

关键词：风力发电系统；电池储能系统；容量优化能源是一个国家发展的重点,为了尽可能地满足人们对能源的需求,为此大量开采了许多不可再生能源。

过度的开采导致人与环境之间的相处问题逐渐增加,进一步使得温室气体在大气当中的含量越发上升，导致地球气候发生了巨大的变化。

为了更好的推进人与自然的和谐相处,国家越发推崇清洁能源的开发，其中利用风能来进行电力发电是一种较为重要的清洁能源产生形式，本篇文章就在此基础之上，深入探讨风能发电在系统当中储能容量的优化配置问题。

1 风力发电系统以及储能容量的概述利用自然风吹动风机叶片进行转动，风机转轴推动发电机，进而产生了电能，这整个过程就是风力发电，其主要是将风能有效的转化为机械能，进而将机械能通过一定的转化方式变成电能。

风力机和发电机则是整个风力发电系统当中的核心部件，其自身的性质直接影响了整个电能收集的质量，同时也切实关乎风能的利用效率。

但是利用风力发电有一个最为关键的问题，就是风能是相对不可预测的。

其能量会受到多种因素影响，所产生的电能时多时少，时间也不固定，为此就需要在整个风力发电系统当中设计有效的储能。

优秀的储能方法可以在风力相对较为富足或者负荷较轻的时候将一部分的分能量储存在储能设备当中。

一旦风力不足，其储能系统可以进行一定能量的输出，保证整体风力的发电功率稳定，这样也起到了电力调峰平滑输出的有效作用。

2 风力发电系统当中常用的储能技术2.1 物理储能技术利用抽水来进行能量的储存。

这过程是先将产生电能较为富余的部分转化为水的势能在用电高峰时将储存的这一部分势能再转化为电能。

风电场建模和仿真研究

风电场建模和仿真研究随着可再生能源的日益重视和广泛应用，风电场建设已成为能源开发的重要领域之一。

风电场建模和仿真研究对于优化风电场设计和提高能源利用效率具有重要意义。

本文将介绍风电场建模的基本原理和仿真研究的方法，以期为相关领域的研究提供参考。

一、风电场建模风电场建模是指利用数学模型和计算机技术对风电场进行模拟，以获得其性能和运行特性。

风电场建模包括风能资源评估、风力发电机组选型与布局、风力发电机组性能仿真与评估、风电场电气系统建模等方面的内容。

1、风能资源评估风能资源评估是风电场建模的基础。

它通过对风电场所在区域的风能资源进行测量和分析，获得该区域的风能分布、风向和风速等数据，为后续的风电场设计和建设提供依据。

2、风力发电机组选型与布局风力发电机组是风电场的核心设备，其选型与布局直接影响到风电场的发电效率和经济效益。

在风电场建模中，需要根据风能资源评估的结果选择适当的风力发电机组类型和数量，并确定其布局，以实现最优的发电效率和最小的成本。

3、风力发电机组性能仿真与评估风力发电机组性能仿真与评估是风电场建模的重要环节。

它通过对风力发电机组的性能进行模拟和分析，获得其运行特性和发电效率等数据，为后续的风电场设计和建设提供依据。

4、风电场电气系统建模风电场电气系统建模是风电场建模的重要组成部分。

它通过对风电场的电气系统进行模拟和分析，获得其电压、电流和功率等数据，为后续的风电场设计和建设提供依据。

二、仿真研究的方法仿真研究是风电场建模的重要手段。

它通过建立仿真模型，模拟风电场的实际运行状态，为风电场设计和优化提供依据。

以下介绍几种常见的仿真研究方法：1、系统级仿真系统级仿真是对整个风电场进行仿真研究，包括风能资源评估、风力发电机组选型与布局、风力发电机组性能仿真与评估、风电场电气系统建模等方面。

通过系统级仿真，可以获得风电场的整体性能和经济效益，为后续的风电场设计和建设提供依据。

2、部件级仿真部件级仿真是对风力发电机组的各个部件进行仿真研究，包括风轮、发电机、齿轮箱、控制系统等。

风力发电系统中储能容量的优化配置

2.2、储能容量优化分析
夏季白天时间长，阳光充足，光伏发电量大。冬季白天时间短，光照强度弱，光伏发电量少。夏季风速较弱，风力发电产量少；冬季风速大，风机转速快，故而发电量多。
假设负荷日用电量保持不变，则其月耗电量为日用电量乘以当月天数，则负荷每月的耗电量。
验证电量平衡原理：风光每年总的发电量310781.23kWh，负荷年总耗电量310250kWh，二者数值上相差不大，故满足要求。系统每月的电量差额。
储能装置的充电管理策略为：在净负荷大于零的情况下，对储能装置进行充电管理。如果分布式电源的发出的电量能够满足负载的要求，在计及荷电常数等约束条件之后，判断是否对设备开始充电，如果满足各项约束条件的要求，则对其进行充电工作，反之就放弃这部分电能。
储能装置的放电管理策略为：在净负荷小于零的情况下，对储能装置进行放电管理。分布式电源全部处于工作的状态下仍然不能够满足负荷的要求，这个时候就需要储能装置或者配网补偿缺额的功率。首先，如果储能装置在工作范围之内即荷电常数大于极小值或处于储能装置放电功率约束条件之内的时候，就可以通过储能装置来补偿功率的缺额；其次，若储能装置不在工作范围之内，就需要通过配电网来跟随净负荷。该时间段内的负荷要求通过分布式电源和储能装置不能够被满足，系统因此会产生负荷缺额。
关键词：风力发电系统；储能容量；优化
微电网系统中，由于风光等分布式电源出力的随机性以及不可控性，离网运行的微电网很难保证系统中功率的平衡。因此有必要在系统中配置一定容量的储能装置，不仅可以提高系统电能的供需平衡度，还可以在改善系统供电的可靠性上起到一定的作用。考虑到各种储能单元价格的差异以及储能效果的不同，故而在选择储能装置的时候，在取得负荷、电源以及储能容量的最优配置的前提下，应该获得最高的经济效益。

电力系统中的风力发电与储能系统设计

电力系统中的风力发电与储能系统设计随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到关注。

在电力系统中，风力发电系统的设计与储能系统的应用对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。

本文将探讨电力系统中风力发电与储能系统的设计原理、优势以及技术挑战，并提出一些改进方法和未来发展方向。

首先，我们来了解一下风力发电系统的基本原理。

风力发电是通过将风能转化为电能的过程。

主要包括风机、变频器、变压器和电网等组件。

风机是风力发电系统的核心部件，其作用是通过叶片转动将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。

变频器和变压器的作用是将发电机输出的交流电转换为适合电网输送的电能。

风力发电系统的设计需要考虑多个因素，包括风速、设备功率、风机的类型以及与电网的连接方式等。

对于风速，需要在合理的范围内选择风机类型和功率，以确保系统的可靠性和经济性。

此外，还需要考虑风机与电网的连接方式。

一种常用的连接方式是通过变频器将风机直流输出转换为交流输出，并通过变压器将电能输送到电网中。

储能系统在电力系统中的作用日益重要。

风力发电系统在面临风速波动和不可控因素的情况下，储能系统可以提供稳定的能源供应。

储能系统可以将通过风力发电产生的超过负荷需求的电能储存起来，在低负荷时释放出来，以实现能源的平衡分配。

储能系统的设计需要考虑容量、效率、寿命等因素。

目前，常见的储能技术包括电池储能、压缩空气储能等。

风力发电与储能系统设计的优势非常显著。

首先，风力发电是一种清洁、可再生的能源形式，对环境没有污染，可以有效降低温室气体的排放。

其次，风力发电系统能够利用大自然的风力资源，不受能源短缺和价格波动的限制。

最后，储能系统可以平衡风力发电系统的不稳定性，提供稳定的能源供应，使系统更加可靠和高效。

然而，电力系统中的风力发电与储能系统设计也面临一些技术挑战。

首先，风力发电系统需要解决风速不稳定、风电场规模限制和发电功率的调度等问题。

电力系统中的风光储协调控制与优化研究

电力系统中的风光储协调控制与优化研究随着新能源技术的快速发展，电力系统中的风光储协调控制与优化成为了一个重要的研究方向。

在这篇文章中，我将探讨电力系统中风光储协调控制与优化的相关问题，并提出一些研究思路和方法。

首先，让我们简要介绍电力系统中的风光储协调控制与优化的背景。

随着可再生能源的快速发展和普及，风力发电和光伏发电已经成为电力系统中的重要组成部分。

然而，由于天气变化的不确定性和电网的负荷需求之间存在的不匹配问题，风力发电和光伏发电都存在着波动性较大的特点。

这就要求我们在电力系统中引入储能技术，并通过协调控制与优化来解决新能源的波动性问题。

接下来，我们来讨论一下电力系统中风光储协调控制的原理和方法。

首先，针对风力发电和光伏发电的波动性，我们可以利用储能技术对电力系统进行平衡。

储能技术包括但不限于电池储能、抽水蓄能等。

其次，通过使用智能控制技术，我们可以实现对储能设备的最优运行，使得系统在满足负荷需求的同时尽可能地利用风力发电和光伏发电，从而提高系统的经济性和可靠性。

为了实现协调控制，我们可以利用预测模型来预测风力和光伏发电的输出，并根据预测结果来优化储能设备的调度策略。

在电力系统中风光储协调控制与优化的研究中，有几个关键问题需要解决。

首先，我们需要建立准确的风力和光伏发电预测模型。

这些模型应该能够考虑到天气变化、季节变化、日夜变化等因素对风力和光伏发电的影响。

其次，我们需要开发高效的优化算法来解决储能设备的调度问题。

这些算法可能涉及到动态规划、遗传算法、人工智能等方面的技术。

最后，我们需要设计合适的控制策略，使得储能设备和发电设备之间能够实现良好的协调。

这可能涉及到模糊控制、PID控制、最优控制等方面的技术。

除了技术问题，电力系统中的风光储协调控制与优化研究还需要考虑到经济和环境等因素。

从经济的角度来看，我们需要确定系统的最优调度策略，使得系统的总体成本最小化。

这可能涉及到电价、能源市场等方面的因素。

风电出力的储能容量配置探析

风电出力的储能容量配置探析南方电网公司积极响应国家大力发展新能源的要求，全面推进智能、高效、可靠、绿色电网发展理念，计划到2020年实现非化石能源占一次能源消费比重达26.6%，实现减排二氧化碳5.5亿吨，对南方五省区实现碳排放下降40%～45%的目标做出积极贡献。

因此，新能源在能源结构中的比重必将大幅提高。

作为新能源发电的主体，风力发电具有随机性和间歇性，若直接将其全部电力并网，会对电网安全、稳定、经济运行和电网的供电质量造成不利影响，其影响随着风电渗透率变大而加剧。

针对以上问题，国内现采用的解决方案主要有两个，其一是通过风电和火电混和输送并网，但火电厂建设增加污染排放，不符合国家节能减排要求。

其二是利用抽水蓄能电站，但抽水蓄能电站受地理条件和水源的影响，水电站建设受到限制[1]。

最近几年日本、美国、欧洲及中东地区国家采用储能技术补偿风电场出力的波动性。

因此，为风能等可再生能源配置合适容量的储能是实现风电可调度运行等问题的最有效途径。

风力发电机的输出功率具有随机性，通过储能装置使风电输出完全可控，其可实现性和经济性较差。

本文将机会约束规划引入到储能装置优化配置问题上，通过将传统优化中完全满足的约束条件，软化为满足约束条件的概率高于某一置信水平，使得容量配置更具实用性。

本文构建了以储能成本最小为目标，以储能电池充放电限制条件为硬约束条件，以及风电吸纳水平和平稳输出为机会约束条件的优化模型，采用模拟技术和遗传算法相结合的方法求解，并验证可行性。

一、基本介绍风电和储能混合系统输出可以实现并网运行调度目标，也可以作为微电网运行来跟踪负荷。

储能系统补偿风电输出功率的波动，其充放电功率受到额定功率和荷电状态的限制，荷电状态与储能设备充放电功率的关系如（1）所示。

为避免储能设备枯竭或饱和，对储能装置的能量状态进行有效的管理，保证其运行在安全范围内。

二.储能系统容量优化配置模型2.1基于机会约束规划的储能系统数学模型在本文模型中，储能装置的有功补偿作用是将风电出力与制定的目标值差额限制在某一指定区间范围内。

风电与先进绝热压缩空气储能技术的系统集成与仿真研究

风电与先进绝热压缩空气储能技术的系统集成与仿真研究一、本文概述随着全球对可再生能源的日益重视和技术的飞速发展，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

风电的间歇性和不稳定性给电网的稳定运行带来了挑战。

为了克服这一难题，储能技术成为了关键。

先进绝热压缩空气储能技术（AACAES）以其高效率、大容量和环保性受到了广泛关注。

本文将深入研究风电与AACAES的系统集成，通过仿真分析，评估其在提高风电利用率、稳定电网运行以及节能减排等方面的潜力。

文章首先将对风电和AACAES的基本原理进行介绍，阐述它们在能源领域的应用现状和发展趋势。

随后，将重点讨论风电与AACAES 的系统集成方案，包括储能系统的设计、优化与控制策略等。

通过构建仿真模型，分析不同风速条件下的风电输出特性，以及AACAES的储能和释能过程。

在此基础上，评估系统集成后的性能表现，如风电的利用率提升、电网稳定性增强以及环境效益等方面的影响。

本文旨在通过系统集成与仿真研究，为风电与AACAES的融合发展提供理论支持和实践指导，为推动可再生能源的可持续发展做出贡献。

二、风电技术概述风电技术，即风力发电技术，是利用风的动力来产生电力的可再生能源技术。

风力发电的基本原理是通过风力驱动风力涡轮机（风力发电机）的叶片旋转，进而驱动发电机产生电能。

风力发电具有清洁、可再生、分布广泛等优点，因此在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

风力发电系统主要由风力涡轮机、发电机、塔筒和基础设施等部分组成。

风力涡轮机是将风能转换为机械能的关键设备，其性能直接影响到整个风力发电系统的发电效率。

风力涡轮机通常由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机等部分构成。

当风吹动叶片时，叶片的旋转力通过齿轮箱传递到发电机，发电机则将机械能转换为电能。

风力发电技术的发展经历了多年的历程，目前已经形成了多种类型、多种规模的风力发电系统。

根据风力涡轮机的装机容量，风力发电系统可以分为小型、中型和大型系统。

风力发电系统的建模与优化研究

风力发电系统的建模与优化研究一、引言风力发电作为一种具有环保、可再生、丰富资源的新型能源，逐渐成为各国发展清洁能源的重要选择。

风力发电系统的建模与优化研究，旨在提高风力发电的利用效率、稳定性和经济性，为清洁能源的可持续发展做出贡献。

二、风力发电系统的建模1. 风动力学模型风力发电系统首先需要建立风动力学模型，以在不同风速下预测风力机转动的动力特性。

通过采集气象数据、风速、风向等参数，结合涡轮机、电动机、传动装置等组成的模型，可以推断出风力发电机组的工作性能。

2. 电力系统模型风力发电系统的电力系统模型是建立在风动力学模型基础之上的。

该模型包括风力机的输出电压、电流、功率的模拟计算，以及并网逆变器、变压器等电力设备的模拟模型，用以预测电力系统的运行状态。

3. 控制系统模型风力发电系统需要建立控制系统模型，实现对风力机转速、角度等参数的调节和控制。

通过建立控制回路、采集传感信号、设计控制算法等，可以实现风力发电系统的智能化控制，提高其工作稳定性和可靠性。

三、风力发电系统的优化研究1. 最大功率点追踪风力发电机组的最佳工作状态是在最大功率点上运行。

优化研究可以通过改进控制算法，使得风力机在不同风速下自动调整工作模式，实现最大功率点追踪，提高发电效率。

2. 风机叶片设计风力机叶片的设计对提高发电效率具有重要作用。

优化研究可以通过改变叶片形状、尺寸、材料等因素，减小风阻、提高叶片捕获风能的能力，从而提高风力机的发电性能。

3. 风力机组布局优化大规模风场中，风力机组的布局对风能利用率有着直接影响。

优化研究可以通过数学建模和优化算法，确定最佳的风力机组布局方案，以最大化风能的捕获和利用。

4. 储能与输电系统优化风力发电系统需要考虑电力储能和输电系统的优化。

储能系统的设计和优化可以通过选择合适的储能设备和优化储能策略，提高风力发电系统的稳定性和灵活性。

输电系统的优化可以通过合理规划输电线路、选择输电设备等方式，减少输电损耗，提高电力传输效率。

风能发电系统的建模与优化研究

风能发电系统的建模与优化研究随着全球能源危机日益加深，越来越多的国家开始寻求相对稳定的可再生能源来替代传统的化石燃料。

风能是其中一个潜力巨大的可再生能源，其利用相对成熟且技术上相对简单，因此在全球范围内得到了广泛应用。

风能发电系统的建模与优化研究，旨在提高其发电效率和运行可靠性。

本文将介绍风能发电系统的建模方法以及优化策略。

一、风能发电系统的建模1. 风机模型风机是风能发电系统的核心组成部分，因此对风机的建模是整个系统建模的首要任务。

目前主要采用的是基于机械特性的模型和基于电气特性的模型两种建模方法。

机械特性模型通常采用风机机械部分的运动学和动力学理论，计算出风机叶片的运动和力学特性，从而得到机械输出特性。

而电气特性模型则是基于电气特性，将风机转速转换为输出电压或电流，从而得到电气输出特性。

2. 风电场模型风电场是由多个风机组成的复杂系统，因此需要针对特定的风电场进行建模。

风电场的建模是基于相关的气象数据，如风速、方向等，通过数学模型计算出风机叶片的受力情况，进而确定输出特性。

风电场的建模涉及到多个领域的知识，比如气象学、力学、电气等，因此建模的精度和可靠性需要得到充分保障。

3. 输电线路模型输电线路模型是风能发电系统中重要的一环，主要用于传输风机输出的电能。

输电线路模型的建模涉及到电气参数、线路拓扑和负载等多个因素的综合考虑。

基于以上因素，可以建立包括饱和状态、过饱和状态、线路不平衡等数学模型，反映输电线路的电气特性和运行状况。

二、风能发电系统的优化1. 风机控制策略的优化风机的控制策略是影响其发电效率和运行稳定性的关键因素之一。

目前采用的主要控制策略有电刹、变桨角和偏航控制等。

电刹是通过刹车器在风机叶片旋转时制动，以控制风机输出功率。

变桨角控制则是通过调整风机叶片的角度，以达到控制输出功率和风机转速的目的。

而偏航控制是利用风机本身具备的取向特性，以对风机受力情况进行优化。

2. 风电场布局优化风电场的布局也是影响其发电效率和稳定性的关键因素之一。

新能源风力和光伏发电系统的储能容量配置分析研究

新能源风力和光伏发电系统的储能容量配置分析研究摘要：目前，新能源在发电领域的应用越来越广，其中最常用的发电方式是风力发电和光伏发电。

储能系统容量配置是否合理，对风力发电系统的经济运行影响也很大。

若储能容量配置较小，则夜间风机发出的多余电量不能得到充分存储，造成风能资源的极大浪费。

随着风电规模的不断扩大，风能的随机性和间歇性使风力发电系统输出功率波动很大，这不仅使得风电出力难以准确预测，而且也给电力系统的安全稳定和经济运行带来了一系列问题。

若容量配置过大，不仅会极大增加初期投资成本，还可能会使得储能系统长期处于充电不足状态，进而影响储能的效果和寿命。

因此，合理地规划储能系统的容量，对于风力发电产业的长远发展具有十分重要的现实意义。

关键词：新能源发电系统；储能容量；配置近年来，随着我国风电、光伏等新能源产业的迅速发展，同时也出现了较为严重的新能源“弃风、弃光”现象，制约了新能源风电、光伏的进一步规模化开发利用。

降低新能源弃风弃光率，提高新能源利用效率，让我国丰富的风、光等自然资源得以最大化利用，对新能源的可持续发展极为重要。

在新能源风电、光伏工程中配置储能系统，能显著提高新能源风电、光伏发电量的消纳水平，降低新能源发电的弃电率。

伴随新能源发电的应用越来越广泛，风力发电和光伏发电已经成为十分重要的发电方式。

基于该类储能系统的容量优化配置策略，并在此基础上将电池储能系统的全生命周期成本作为储能容量的优化目标，建立了以发电系统能量缺失率等运行指标为约束条件的储能容量优化模型，在新能源发电工程中配置储能系统，储能系统容量/功率的合理配置是必须解决的基础性问题，储能系统容量/功率的大小将直接影响储能系统经济性，同时影响其推广和商业应用。

因此，国内外的研究人员开展了储能系统容量/功率优化配置方面的研究。

一、电池储能系统模型荷电状态（SOC）指储能装置的剩余容量占总容量的比值，是制定储能装置控制策略的重要依据。

荷电状态与储能装置充放电功率的关系为：式中：Eini（kt）为第 kt 时刻储能装置初始能量；Erated为储能装置的额定容量；Pbess（kt）为第 kt 时刻储能装置的充放电功率；ηc 和ηd 分别为储能装置的充电和放电效率；Smin 为储能装置的最小荷电状态值；Smax 为储能装置的最大荷电状态值；u（c kt）、u（d kt）分别为第 kt 时刻的充、放电控制标志。

风电场配套电化学储能系统的设计研究

风电场配套电化学储能系统的设计研究发布时间：2022-07-24T06:22:18.959Z 来源：《中国科技信息》2022年3月第6期作者：周强[导读] 储能系统通过充、放电控制，能对风电输出功率的间歇性和波动性进行有效弥补，有效平滑风电输出的有功功率的波动，以提高风电输出功率的可控性，满足接入电网相关标准的要求，参与电网的调峰、调频，减少“弃风”现象，周强云南能源投资股份有限公司云南省650200摘要：储能系统通过充、放电控制，能对风电输出功率的间歇性和波动性进行有效弥补，有效平滑风电输出的有功功率的波动，以提高风电输出功率的可控性，满足接入电网相关标准的要求，参与电网的调峰、调频，减少“弃风”现象，增加风电场业主的收益，并提高电力系统的安全性与稳定性。

此外，合理配置储能系统还能有效增强风电机组的低电压穿越能力、增大电力系统的风电穿透功率极限值、改善风电场的电能质量及优化其经济性，可大幅增加风能的利用率，符合国家大力发展的新能源战略。

关键词：风电；电化学储能；系统引言电化学储能是当前储能行业的应用热点，与其他储能方式相比，电化学储能具有储能容量大、动态有功与无功支撑能力强、响应速度快、能量密度大和循环效率高等优势，可用于提升风电场运行的灵活性，实现风电场在不同应用场景下的控制目标。

因此，本文基于风电场配套储能系统的理论研究和实际工程案例，提出了一套风电场配套电化学储能系统的电气设计方案，包括电化学储能系统的设计方案及其电气接入方案，以期为电化学储能系统的规模化工程应用提供参考。

1电化学储能系统的设计方案1.1储能电池的选型电化学储能技术包括铅酸电池储能技术、铅碳电池储能技术、钠硫电池储能技术、液流电池储能技术、锂离子电池储能技术等；电磁储能技术包括超导电磁储能技术、超级电容器技术等。

在上述储能技术中，压缩空气储能技术、抽水蓄能技术会受到地形限制的影响，且建设周期长，因此未在工程中得到广泛地推广应用；飞轮储能技术、超级电容器技术及超导电磁储能技术具有利用率高、响应速度快等优势，可在短时间内实现大功率快速放电，这3种技术多用于对电网调频，以及对输/配电网的电压、有功功率作支撑等场景，但其作为典型的功率型储能方式，比能量相对较低。