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配置儲(chǔ)能系統(tǒng)是減少機(jī)組調(diào)峰負(fù)擔(dān)、增加風(fēng)電接納空間的有效手段?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真控制與綠色電能新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（東北電力大學(xué)）、國(guó)網(wǎng)浙江平湖市供電有限公司的研究人員李軍徽、張嘉輝、李翠萍、陳國(guó)航、張昊天，在2021年第19期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出一種儲(chǔ)能輔助電網(wǎng)調(diào)峰的配置方案，并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。
近年來(lái)，我國(guó)新能源發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越快速。以風(fēng)電為例，2020年上半年，全國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量632萬(wàn)kW，截止2020年6月底，累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到2.17億kW，并且全國(guó)棄風(fēng)電量及棄風(fēng)率實(shí)現(xiàn)“雙降”，但部分地區(qū)棄風(fēng)情況仍較為明顯，風(fēng)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(yùn)行帶來(lái)困難。

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

針對(duì)火電為主東北地區(qū)風(fēng)電高滲透電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題，東北電力大學(xué)等單位的科研人員提出一種參與電網(wǎng)調(diào)峰的儲(chǔ)能雙層優(yōu)化配置策略，并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。

本方案外層模型為優(yōu)化配置模型，以儲(chǔ)能系統(tǒng)凈收益、火電機(jī)組出力標(biāo)準(zhǔn)差改善量以及新增風(fēng)電接納量指標(biāo)構(gòu)成多因素優(yōu)化模型，采用迭代計(jì)算的方法得到配置備選集內(nèi)所有方案的多因素指標(biāo)，選取最優(yōu)值作為兼顧技術(shù)性及經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置結(jié)果。
圖1儲(chǔ)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(biāo)依靠?jī)?nèi)層模型輸出參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，內(nèi)層模型為優(yōu)化調(diào)度模型，綜合考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行成本、火電機(jī)組運(yùn)行成本以及棄風(fēng)懲罰成本，以系統(tǒng)調(diào)峰運(yùn)行成本最小為目標(biāo)，優(yōu)化系統(tǒng)風(fēng)電接納量，并得到儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率及火電機(jī)組出力。最后，基于某局部電網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，科研人員驗(yàn)證了配置方案的有效性，并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

他們得到主要結(jié)論如下：

1）以配置200MW/800MWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，本調(diào)度策略可以降低62.90%的棄風(fēng)功率，降低347.47萬(wàn)元系統(tǒng)總調(diào)峰運(yùn)行成本。

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

3）在優(yōu)化配置結(jié)果的前提下，當(dāng)補(bǔ)償單價(jià)在0.46元/(kWh)，峰谷電價(jià)差為1.99元/(kWh)，容量?jī)r(jià)格為745元/(kWh)時(shí)，可使磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡。

4）在優(yōu)化配置結(jié)果的前提下，當(dāng)補(bǔ)償單價(jià)在0.45元/(kWh)，峰谷電價(jià)差為2.29元/(kWh)時(shí)，可以使全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡。

科研人員歸納了本研究工作的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：①提出綜合考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和技術(shù)性指標(biāo)的儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置方案；②考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)加入后對(duì)常規(guī)電源運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響，以系統(tǒng)總調(diào)峰成本最低來(lái)優(yōu)化機(jī)組及儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；③計(jì)及儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命評(píng)估儲(chǔ)能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性，從多角度系統(tǒng)分析影響其經(jīng)濟(jì)性的主要因素。

另外，他們也表示，由于本研究對(duì)象針對(duì)東北電網(wǎng)，傳統(tǒng)電源中主要計(jì)及火電機(jī)組，對(duì)于富含水電區(qū)域的可再生能源大規(guī)模接入帶來(lái)的調(diào)峰問(wèn)題，容量配置模型的適應(yīng)性還有待進(jìn)一步研究。

本文編自2021年第19期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文

原標(biāo)題：東北電力大學(xué)科研人員提出參與電網(wǎng)調(diào)峰的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置方案