風力發(fā)電系統(tǒng)中儲能容量的優(yōu)化配置

1、風力發(fā)電系統(tǒng)中儲能容量的優(yōu)化配置作者：張方慧傅程孟春玲來源：中國科技博覽2018年第13期摘要在新能源發(fā)電中，儲能是新能源發(fā)電里必不可少且尤為重要的部分，伴隨著新能源 利用率的不斷提高，在風力發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟運行中儲能系統(tǒng)容量配置的合理性具有十分重要的 影響。所以，從風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展來看，對儲能系統(tǒng)的容量進行合理的優(yōu)化配置，在當 今的風力發(fā)電系統(tǒng)中，具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞風力發(fā)電系統(tǒng)；電池儲能容量；儲能容量的優(yōu)化配置中圖分類號：TM614文獻標識碼：入文章編號：1009-914X（2018）13-0125-01近些年來，在全世界范圍內(nèi)對于能源的產(chǎn)生方法中，風力發(fā)電得到了快速的發(fā)展，然而

2、在 范圍不斷擴大的風電系統(tǒng)的規(guī)模中，由于風力的產(chǎn)生及風力的大小受天氣的影響，所以，風力 發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率因風能的隨機性和間接性發(fā)生了很大的波動，因此對于合理準確的預測 風電產(chǎn)生的能量造成了困難，對電力系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)，對于風力發(fā)電系統(tǒng)的 經(jīng)濟運行也帶來了問題。所以，針對上述問題，利用儲能技術(shù)，來盡可能的降低由于氣候等自 然原因所引起的風電系統(tǒng)的輸出功率的波動性，對于系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量的減少，風電產(chǎn)能的風 電調(diào)度計劃的有效執(zhí)行具有十分重要的意義，而且風力發(fā)電系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟方面得 到了兼顧。一、風力發(fā)電系統(tǒng)中儲能的接入方式儲能作為新能源必不可少的一部分，在風力發(fā)電系統(tǒng)中占有

3、尤為重要的地位，因此，對于 風力發(fā)電系統(tǒng)選擇的儲存能量的傳入方式是儲存容量配備裝置的過程中的一種優(yōu)化措施，風力 發(fā)電系統(tǒng)中儲能的接入方式分為直流側(cè)儲能接入方式和交流側(cè)儲能接入兩種情況，具體實施及 分析情況如下：直流側(cè)儲能接入方式為防止由于發(fā)生故障導致風機端電壓下降，在直流側(cè)裝置儲能裝置可以使風機的低電壓穿 透能力得到提高，可以保證風機不脫離網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)在短時間過程中。對于風力發(fā)電系統(tǒng)中的儲存 能量的裝置，可以選擇用超級電容器和蓄電池。對于在風機的直流側(cè)增加儲能設(shè)備的方法的執(zhí) 行，可以是風力發(fā)電系統(tǒng)的性能得到提升，當電壓在直流側(cè)過高時，可以將系統(tǒng)中產(chǎn)生的多余 的能量進行儲存，當風機的電壓在直流側(cè)變低

4、時，可以將存儲能量的裝備中存儲的能量放出， 維持風力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。因此，風電直流側(cè)加裝儲能裝置，可以使風能的利用率得到提 高，可以在低電壓時，風機能夠得到正常的運行。交流側(cè)儲能接入方式因為連接電網(wǎng)不同的地方，可以將存儲能量的連接方法分為集中式的連接和分散式的連 接，經(jīng)過在風機出口的兩種接入方法進行短時間的仿真，風機出口線電壓由于每個風機的風速 變化的不同不能穩(wěn)定存在，因此儲能的集中式接入會產(chǎn)生更好的效果。經(jīng)過集中式的連接和負 荷側(cè)的分散式的連接在風機的出口處的仿真，顯示效果更好的是風機出口的集中式的連接方 法。二、風力發(fā)電的儲能技術(shù)的研究現(xiàn)狀風力發(fā)電技術(shù)作為新能源開發(fā)中的重要技術(shù)手段，對其

5、各技術(shù)的各個階段，進行了不斷的 探究及改善，近些年來，取得了相對顯著的探究結(jié)果，具體而言，本文從低電壓穿透能力在風 電系統(tǒng)中的提高和平衡抑致風力發(fā)電產(chǎn)生功率的波動兩方面的研究現(xiàn)狀進行了詳細的解說，具 體解說如下：低電壓穿透能力在風電系統(tǒng)中的提高風電技術(shù)發(fā)展中低電壓穿透能力一直是一種關(guān)鍵因素對于系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)來講，也是風電技 術(shù)發(fā)展的重要難題之一。從風電機組和風電場兩個層次開展工作是提高低電壓穿透能力的方 法。提高低電壓的穿透能力在風電機組地工作層面上有兩種方法：其一，改良控制方法。優(yōu)點 是不需要其他附加裝置的增添，所以方案實現(xiàn)較簡單；缺點是電網(wǎng)故障導致的瞬時能量不平 衡，改進的方案無法從根本上解

6、決瞬時能量的不平衡，所以對于預期效果很難達到。其二，增 加硬件設(shè)備。優(yōu)點是此方法的實現(xiàn)途徑較多；缺點是額外成本會顯著增加。增加硬件設(shè)備是風 電場的故障穿越能力的有效方法。平衡抑制風力發(fā)電產(chǎn)生功率的波動電網(wǎng)穩(wěn)定性，電能質(zhì)量和調(diào)動經(jīng)濟性等問題的根本原因之一是風電出力波動。因而在使風 電系統(tǒng)工作時，要盡量削弱不確定性的風的速度的變化對于風電系統(tǒng)出力產(chǎn)生的結(jié)果，控制風 電的輸出的功率的變化，可以通過對ESS的合理引入和相應控制策略的制定達到上述目的。 通過大量的研究表明，對于風電功率的波動，可以采用ESS在風機和風電場兩個方面對其風 電功率的波動進行平抑，從其單機方面來說，用超級電容器并聯(lián)在風電系統(tǒng)中

7、單機的直流母線 上，為平抑風電機組里功率的波動情況，應用模糊理論對此種現(xiàn)象進行調(diào)節(jié)和控制。通過實驗 驗證，風力發(fā)電系統(tǒng)里風電機組的預想可能在很大程度上干擾此次提出的策略的實際的掌控結(jié) 果。風力發(fā)電系統(tǒng)中里大型風電場的單機組，因其受到塔影的效應和尾流的效應，對于風電機 組的出力情況的預測非常困難，并且實際的實施情況也非常的困難，因此在風電場層面上，在 儲存能量的裝置中選用并聯(lián)的方式連接在直流母線上，同時通過試驗檢驗，此種方法具有可行 性。三、風力發(fā)電里儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化配置的策略盡可能的使蓄電池在額定功率的情況下充放電，可以增加風電系統(tǒng)里儲能電池的使用壽 命，使其一直處于最佳的工作狀態(tài)。由此，提出

8、了以下兩種管理策略：無能量損失通過實驗驗證電池儲能系統(tǒng)的風電系統(tǒng)的確實的功率小于額定的功率時，在單位的時間里 放出電能，電池的儲能系統(tǒng)沒有達到最小的容納電量，所以，此種情形沒有能量的缺失。電池放出的電量到大最小的容量當電池的存儲能量的系統(tǒng)而定的功率多于風力發(fā)電系統(tǒng)的缺失的功率時，經(jīng)過指定的最小 時間的放出的電量，恰好能夠達到放電最小的容量，在將要達到單位時間的后續(xù)時間里，儲能 系統(tǒng)停止放電。當電池存儲能量的系統(tǒng)的額定的功率小于風電系統(tǒng)的缺失的功率時，通過額定的功率放出 電量填補，單位的時間后，電池儲能系統(tǒng)沒有達到最小的容量。四、結(jié)束語通過上述分析，風電系統(tǒng)的輸出功率由于風產(chǎn)生能的間歇性和不確定性，對于預測風電出 力來說，具有很大的挑戰(zhàn)。將風力發(fā)電的儲能系統(tǒng)和風力發(fā)電中的風電場結(jié)合起來，將風力發(fā) 電產(chǎn)生功率的情況和平抑風力發(fā)電產(chǎn)生功率的目標為依據(jù)，實施有效的控制風力發(fā)電儲能系統(tǒng) 的充放電情況，能夠?qū)崟r有效的補償風力發(fā)電裝置里的有效的功率和無效的