基于储能电站提高风电消纳能力的区域电力系统规划研究

Use flexible energy storage power throughput functions from the planning level to optimize the electricity system assets,directly and indirectly enhance grid consumptive wind power capacity. Subject to the studies focus on the key technologies involved different technical and economic characteristics of energy storage technology to be applied alone or in combination form of large-scale wind power consumptive field mode,proposing the general principles and methods to determine application mode of the energy storage system ( system construction and application scenarios, etc.) ,Revealing the mechanism of Energy storage power plants to optimize the power structure to enhance the ability to regulate ,proposing the mathematical model by using Energy storage power station optimizing regional power system power structure.research taking advantage of energy storage technology to optimize wind power balance and the regional grid outgoing corridor planning principles, methods and models.Searching for a coordinated planning principles, methods and basic architecture,for power system source network,considering energy storage and wind power. establishing the model of source network coordinated planning taking account of energy storage.Searching for a method assessing the reliability of the planning generation and transmission of electricity based on the improved ability to assimilate wind power using energy storage.Explore the critical technical for dissolving wind power energy storage power station technology and economic performance indicator etc.Using the combination of theoretical analysis, computer modeling and simulation, experiments and examples of dynamic mode to verify the research methods,forming system theory,promoting the development of energy storage of wind power technology.

从规划层面利用储能灵活的功率吞吐功能优化电力系统资产，直接和间接提升电网消纳风电能力，课题针对其涉及的关键技术问题进行重点研究，包括：研究不同技术和经济特性的储能技术以单独或者组合形态规模化应用于风电消纳领域的应用模式，提出确定储能系统应用模式（如系统构建和应用场景等）的一般原则和方法；揭示储能电站优化电源结构提升系统调节能力的机理，提出储能电站优化区域电力系统电源结构的数学模型；研究利用储能技术优化风电平衡区域范围划分和区域电网外送通道规划的原理、方法和模型；研究计及储能和风电的电力系统源网协调规划的方法和基本，构建源网协调规划的数学模型；研究基于储能提高风电消纳能力效果的发输电规划方案可靠性评估方法，探索储能电站用于消纳风电的临界技术和经济性能指标等。采用理论分析、计算机建模仿真、实验和实例动模验证相结合的研究方法，形成系统理论，推动储能和风电技术的发展。

本项目针对基于储能技术提升风电消纳能力的区域电力系统规划涉及的关键技术问题，搭建了风储一体化系统的仿真模型并模拟了储能系统平抑风电出力波动的效果；提出了储能系统的放电控制可辅助平滑风电出力的反调峰和波动性，以及风储一体化的控制策略，以实现储能消弭风电并网风险作用；在考虑系统总容量最大的同时兼顾全局经济性最优，建立了分散式风储一体化双层规划模型，在分散式风电场规划的基础上，考虑当地风能资源情况加入储能装置，合理优化分散式风电的接入位置和接入容量，较好地兼顾了风储一体化系统的技术和经济性能。综合考虑环境效益、社会效益、火电运行特性、风电机组技术特征、储能电站充放电规律、多系统耦合要求以及电力市场竞争特点和系统安全稳定运行要求等因素，建立了基于储能电站提高风电消纳能力的电源优化规划模型；基于电网平衡区域中电源与电网的动态平衡，提出了基于电源约束的可消纳负荷的特征参数，进一步建立了评估风电平衡区域电网中的负荷及其对应的广义电力负荷差异的主导特征指标及其数学模型。在此基础上提出了基于提高消纳能力为目标的风电平衡区域电网范围划分的方法；研究了BESS 参与基于风险消弭的风电辅助服务的经济性，建立了BESS 参与风电辅助服务综合经济效益模型。评估了该储能电站的效益优劣。最后量化分析了各种影响因素的改变对BESS 收益水平的影响。最后研究基于储能提高风电消纳能力效果的发输电规划方案可靠性评估方法，探索储能电站用于消纳风电的临界技术和经济性能指标等。对于丰富和完善国家风力发电、储能技术、智能电网和低碳经济的理论体系具有重要的理论与学术意义。