- 頭條東北電力大學科研人員提出參與電網調峰的儲能系統配置方案2022-04-07 作者：李軍徽、張嘉輝 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語配置儲能系統是減少機組調峰負擔、增加風電接納空間的有效手段。現代電力系統仿真控制與綠色電能新技術教育部重點實驗室（東北電力大學）、國網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、陳國航、張昊天，在2021年第19期《電工技術學報》上撰文，提出一種儲能輔助電網調峰的配置方案，并對儲能系統全壽命周期內的經濟性進行了分析。
近年來，我國新能源發展趨勢越來越快速。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，累計并網裝機容量達到2.17億kW，并且全國棄風電量及棄風率實現“雙降”，但部分地區棄風情況仍較為明顯，風電的反調峰特性提高了電網峰谷差，給電網的穩定運行帶來困難。
為緩解上述矛盾，需展開火電機組深度調峰，但深度調峰會增加機組運行成本，如何平衡經濟性與調峰性能的關系是決定機組運行的關鍵因素。而儲能技術具有較快的響應速度，能夠優化電源結構，增加系統調峰容量，儲能輔助火電機組參與電網調峰可以改善電網調峰壓力，減少風電高滲透地區棄風產生。但儲能技術的高成本是影響其發展的關鍵因素之一，因此如何確定合適的儲能系統配置方案，使其保證經濟性的同時又具有較好的調峰效果是目前研究的熱點。
針對火電為主東北地區風電高滲透電網的調峰問題，東北電力大學等單位的科研人員提出一種參與電網調峰的儲能雙層優化配置策略，并對儲能系統進行經濟性分析。
本方案外層模型為優化配置模型，以儲能系統凈收益、火電機組出力標準差改善量以及新增風電接納量指標構成多因素優化模型，采用迭代計算的方法得到配置備選集內所有方案的多因素指標，選取最優值作為兼顧技術性及經濟性的儲能系統配置結果。
圖1 儲能參與電網調峰配置方案模型結構
外層模型各指標依靠內層模型輸出參數進行計算，內層模型為優化調度模型，綜合考慮儲能系統運行成本、火電機組運行成本以及棄風懲罰成本，以系統調峰運行成本最小為目標，優化系統風電接納量，并得到儲能系統充放電功率及火電機組出力。最后，基于某局部電網實測數據，科研人員驗證了配置方案的有效性，并對儲能系統全壽命周期內的經濟性進行分析。
他們得到的主要結論如下：
1）以配置200MW/800MW?h磷酸鐵鋰電池儲能系統為例，本調度策略可以降低62.90%的棄風功率，降低347.47萬元系統總調峰運行成本。
2）在負荷功率水平為2800MW左右，風電滲透率約40%的電網中，磷酸鐵鋰儲能系統最優配置結果為170MW/630MW?h，全釩液流儲能系統最優配置結果為170MW/520MW?h。
3）在優化配置結果的前提下，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達到經濟平衡。
4）在優化配置結果的前提下，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達到經濟平衡。
科研人員歸納了本研究工作的主要創新點：①提出綜合考慮儲能系統參與電網調峰時經濟性指標和技術性指標的儲能系統優化配置方案；②考慮儲能系統加入后對常規電源運行經濟性的影響，以系統總調峰成本最低來優化機組及儲能系統的運行狀態；③計及儲能系統全壽命評估儲能應用的經濟性，從多角度系統分析影響其經濟性的主要因素。
另外，他們也表示，由于本研究對象針對東北電網，傳統電源中主要計及火電機組，對于富含水電區域的可再生能源大規模接入帶來的調峰問題，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《電工技術學報》，論文標題為“參與調峰的儲能系統配置方案及經濟性分析”，作者為李軍徽、張嘉輝 等。
