李麗

摘要：儲能技術(shù)已經(jīng)被大量的應(yīng)用到新能源發(fā)電系統(tǒng)里，?特別是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)。文章中就儲能技術(shù)與新能源發(fā)電優(yōu)化協(xié)調(diào)運(yùn)行作了初步的分析，闡述了新能源發(fā)電中混合儲能充放電優(yōu)化策略。?對VRB?充放電策略、混合儲能裝置、?VRLA?充放電策略等多個方面做出描述，并就新能源發(fā)電中混合儲能容量配置優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù);新能源發(fā)電;優(yōu)化配置;操作

1新能源發(fā)電中混合儲能的充放電優(yōu)化策略

1.1混合儲能裝置

混合儲能介質(zhì)較為復(fù)雜，這在一定程度上提高了該裝置的充放電難度。因?yàn)檠b置型號的不同，其在容量、成本、使用壽命方面必然存在差異。所以，如果要確保能夠達(dá)到這樣的配合效果，就要對其予以綜合分析。假設(shè)將經(jīng)濟(jì)性問題也納入考慮范疇，可以經(jīng)由減少容量等手段予以規(guī)避。能量型儲能介質(zhì)的最突出的特征便是容量大，而且生產(chǎn)成本不高等，但充放電次數(shù)較多。對于功率性介質(zhì)而言，耗能同比偏高。簡單說來，因各裝置優(yōu)缺點(diǎn)不同，單獨(dú)使用顯然無法滿足需要。為了把其特性全面發(fā)揮，以便令其利用率有所提高，就需要設(shè)計(jì)出明確的充放電條件，研究混合裝置的充放電優(yōu)化問題。

1.2VRB（全釩液流電池）充放電策略

VRB的根本特征在于成本多，而且容量不大，性價(jià)比并不突出。在一些極端的環(huán)境下，要引入減功率充放電策略，以便令該裝置的作用得到最大程度的發(fā)揮。需要額外關(guān)注的兩種較為特殊的情況為：首先，高頻偏移量大于0，VRB充電。其次，高頻偏移量小于0，VRB放電。前者條件下，若VRB的Soc（荷電狀態(tài)）>80%，需計(jì)算風(fēng)功率。在這一時(shí)期，就VRB來說，要引入減功率充電策略。而在第二條件下，若VRB的Soc<30%，也需計(jì)算風(fēng)功率，并進(jìn)行VRB放電操作。這時(shí)，就VRB來說，要引入減功率放電策略。從上述情況來看，VRB的充放電策略是PB-d/c=min（KB·PB-dmax/cmax，ΔPH）及PA-d/c=min（PA-dmax/cmax，ΔPL+ΔPHKB·PB-dmax/cmax）。

其中：PB-d/c為VRB的充放電功率;PA-d/c為VRLA的充放電功率;PB-dmax/cmax為VRB的最大充放電功率;PA-dmax/cmax為VRLA的最大充放電功率;KB為功率縮減因子，其數(shù)值和VRB對應(yīng)的SOC相關(guān)。以下各個指標(biāo)的含義和這里相同。

1.3VRLA（密封式閥控鉛酸蓄電池）充放電策略

VRLA的特點(diǎn)為成本不高，容量相對較大，可進(jìn)行多方向安裝。使用前，應(yīng)選擇型號合適的VRLA電池。VRLA采取密封設(shè)計(jì)，不會泄露電解液，較為安全。而且其內(nèi)部未添加酸液，所以對存放位置也沒有額外要求。如果VRLA內(nèi)部氣壓高處標(biāo)準(zhǔn)，那么電池會主動泄氣。在循環(huán)使用的環(huán)境下，其壽命會明顯減少。所以就VRAL儲能設(shè)備，在特殊的環(huán)境下，便要引入減少充放電次數(shù)這一策略。在這里，也需從兩個角度予以分析。首先，判斷當(dāng)前時(shí)刻功率偏移分量處于0以下，且當(dāng)前時(shí)刻的前、后數(shù)值為異號。其次，如果低頻偏移量處于放電狀態(tài)，要計(jì)算之后的風(fēng)功率。

從以上給出的兩大充放電策略來看，二者都存在優(yōu)缺點(diǎn)。所以，應(yīng)當(dāng)在考慮裝置的物理特性之后，根據(jù)各自的特殊條件尋找優(yōu)化的充放電策略。VRB電池的充放電條件是參照SOC進(jìn)行確定的。若SOC>80%，VRB充電;SOC<30%，VRB放電。對于VRLA電池而言，也需參考時(shí)間閥值進(jìn)行充放電判斷。

2新能源發(fā)電中混合儲能容量配置優(yōu)化策略

2.1儲能容量作用

在將儲能裝置引入風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之后，能夠在一定程度上平抑風(fēng)功率輸出。換言之，當(dāng)風(fēng)電并網(wǎng)后，電網(wǎng)所受到的沖擊比未引入儲能裝置前明顯低。業(yè)界研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電功率存在隨機(jī)波動的特點(diǎn)。但是，在引入儲能系統(tǒng)之后，輸出的風(fēng)電功率卻得到有效平抑，且更為平滑。為了提高平抑的效果，通常需要提高儲能設(shè)備的容量。同時(shí)也必然要增加投資，提高建設(shè)難度。當(dāng)然，也會產(chǎn)生其它問題。

2.2儲能裝置成本

只有從固有成本、懲罰與運(yùn)行成本考量，才能夠得到更為優(yōu)化的成本策略。比如，在確定了最優(yōu)容量后，便需關(guān)注VRLA建設(shè)成本、VRB安裝成本。就儲能裝置來說，其運(yùn)行成本可以通過下面的公式予以計(jì)算：

Cdeep=βAaA+βBaB及Cout=γA·bA+γB·bB。

其中：Cdeep為深度放電運(yùn)行成本;bA、bB分別為VRLA和VRB在給定數(shù)據(jù)中的深度充電次數(shù);βA?、βB分別為VRLA和VRB的深度放電運(yùn)行成本系數(shù)

而缺額成本、棄風(fēng)成本則是計(jì)算懲罰成本時(shí)所需考慮的關(guān)鍵指標(biāo)。對于正在放電的儲能設(shè)備而言，當(dāng)SOC處于最低水平時(shí)，顯然不能補(bǔ)充風(fēng)電功率。此時(shí)，便涉及到缺額成本。對于正在充電的儲存裝置而言，當(dāng)SOC處于最高水平時(shí)，顯然不具有繼續(xù)接收風(fēng)電的能力。所以，會產(chǎn)生棄風(fēng)成本。對上述各項(xiàng)成本進(jìn)行綜合分析之后，最終列出了優(yōu)化成本函數(shù)，也就是Cmin=min（Cin+Cdeep+Cout+CA-lack+CA-aban+CB-aban）。

其中，Cout為過度放電運(yùn)行成本，Cin為固有成本，CA-lack、CA-aban都指代棄風(fēng)成本。

2.3儲能約束條件

實(shí)際上在運(yùn)行過程中，對比VRB，VRLA的容量會更大，而且只要投入較低的成本。所以，成本最低是計(jì)算的基本原則，也就是對比于VRB，VRLA的容量會更低。在整個計(jì)算過程中，要全面分析VRLA容量的最小限值、VRLA容量的最大限值、VRB容量的最小限值、VRB容量的最大限值等相關(guān)指標(biāo)。從上面能夠得出，就儲能裝置的容量約束來說，其表達(dá)式為VAmin

3結(jié)語

生態(tài)建設(shè)已被納入國家建設(shè)總體布局，將對人類可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目以風(fēng)力為能源，具備可再生性，不會引起環(huán)境污染。為此，本文從多個角度探討了新能源發(fā)電與儲能裝置的優(yōu)化問題。綜合上述來看，為了更好的使用新能源發(fā)電，相關(guān)人員要通過儲能技術(shù)達(dá)到預(yù)期效果。從上文給出的兩大充放電策略來看，二者優(yōu)缺點(diǎn)并存。在尋找優(yōu)化的充放電策略之前，應(yīng)當(dāng)考慮裝置的物理特性與特殊條件。通過這樣，便可以保持設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然，從經(jīng)濟(jì)性原則出發(fā)，本文也進(jìn)行了成本分析。

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