电力市场下大型风储系统配置和调控运行关键技术的研究

As the reform of the electricity market continuously deepens, the output power of large-scale wind farms needs to stabilize volatility and achieve accurate output consistent with contract requirements to compete in the market. The rapid development of energy storage technology provides the possibility for the wind farm to participate in the market competition. However， owing to the high cost and limited life of energy storage, how to make good use of energy storage is essential to solve a "wind power limit" and improve the ability for the system to absorb wind power..The project will study the key technologies of the energy storage system as the configuration and regulation of active power automatic control equipment in the electric power market environment.The research contents include the following three parts: 1) Study an accurate calculation method based on the spectrum analysis for reserve capacity requirements of the wind farm output with different time response characteristics, and explores the optimal configuration of the wind storage system under the premise of satisfying the economy and reliability. 2) Based on the theory of interval fluctuation control, a set of wind-storage system power control performance evaluation criteria is proposed to carry out more comprehensive and accurate assessment of wind power control deviation. 3) The optimal control strategy of energy storage charge and discharge satisfying the performance evaluation criteria of wind-storage system is proposed，model and solve with adaptive complementary optimization theory to realize the accurate control of wind power control deviation, which can effectively reduce the times of the charge and discharge of energy storage system and improve the effective life of energy storage system.

随着电力市场改革的不断深化，大型风电场要参与市场竞争，输出功率需平抑波动性，并按合同要求精准输出。储能技术的迅速发展为风电场并网参与市场竞争提供了可能，但储能成本高、寿命有限，如何用好储能将成为破解“弃风限电”、提高系统消纳风电能力的关键。.本项目将研究在电力市场环境下，储能系统作为风电场有功功率自动控制设备的配置与调控运行的关键技术，研究内容主要包括以下三个部分：1）研究基于频谱分析方法的风电场输出功率不同时间响应的备用容量需求的精确计算方法，探寻在满足经济性和可靠性前提下风储系统的最优配置。2）基于区间波动控制理论，提出一套风储系统功率控制性能评价标准，以对风电功率控制偏差进行更全面准确的考核。3）提出满足风储系统控制性能评价标准的储能充放电最优控制策略，利用自适应互补优化理论建模并求解，实现对风电功率控制偏差精准控制，有效地减少储能系统的充放电调节次数，提高储能系统有效寿命。

随着电力市场改革的不断深化，大型风电场要参与市场竞争，输出功率需平抑波动性，并按合同要求精准输出。储能技术的迅速发展为风电场并网参与市场竞争提供了可能，如何用好储能将成为双碳达标、提高系统消纳风电能力的关键。.本项目将研究在电力市场环境下，储能系统作为风电场有功功率自动控制设备的配置与调控运行的关键技术，研究内容主要包括以下三个部分：1）研究基于频谱分析方法的风电场输出功率不同时间响应的备用容量需求的精确计算方法，探寻在满足经济性和可靠性前提下风储系统的最优配置。2）基于区间波动控制理论，提出一套风储系统功率控制性能评价标准，以对风电功率控制偏差进行更全面准确的考核。3）提出满足风储系统控制性能评价标准的储能充放电最优控制策略，利用自适应互补优化理论建模并求解，实现对风电功率控制偏差精准控制，有效地减少储能系统的充放电调节次数，提高储能系统有效寿命。.本项目取得的重要研究成果如下：1）提出了一种基于频谱分析的风电场储能系统容量优化方法，以广西风电为例，风储配比为10%-15%；2）提出了一套风电场控制性能评价考核标准，包括三个部分，针对不同条件使用；3）提出一种基于离散傅里叶变换的风储直接控制策略，使风电场出力能有效的跟踪计划值，偏差不超过3%；4）提出一种结合超短期风电功率预测增强处理的风储系统超前滚动优化控制策略，使风电场出力控制偏差小于1%，惩罚电量占比仅为1.87%，可与传统机组相竞争；5）提出一种计及储能参与调频的风储系统在线滚动优化控制策略，可以有效响应系统调频指令，具有一定的投资价值，有效提升了风储系统的市场竞争力。.研究成果不仅可以用于各大风电场进行储能系统的配置和调控运行，也可以用于其他不确定性的可再生能源，同时还可以用于分布式电源的接入和微网运行，具有广阔的应用前景。