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２７２０２４年９月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第５期

ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０５．００３

光蓄储混合储能系统灵活性提升与容量规划

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冯弋舟，吴志，李新煜，元博

（１．东南大学电气工程学院，江苏南京２１００９６；２．山东泰山抽水蓄能有限公司，

山东泰安２７１０２１；３．国网能源研究院有限公司，北京１０２２０９）

摘要：

抽水蓄能电站是当前发展最为成熟、配置容量最大的储能设施，但其功率变化速率较慢，调节灵活性较为

匮乏。电化学储能是当前发展最快的储能形式，具备灵活的功率调节能力。文中的目的在于构建光蓄储混合储

能系统，通过不同储能设施的特性互补，大幅提升抽水蓄能电站的运行灵活性。文中基于抽水蓄能的功率振荡区

间描述机组的功率调节能力，并根据单台机组的功率调节能力以及多台机组的组合方式定义抽水蓄能的灵活性。

考虑灵活性约束以及提升机组运行寿命的需求，建立光蓄储混合储能系统的容量规划模型。以山东某抽水蓄能

站为例，进行实例分析。结果表明，配置额定功率等于抽水蓄能容量１０％的电化学储能系统可以提升４０％的蓄储

系统灵活性，减少１４％的机组发电启动次数。但在当前的两部制电价下，峰谷电价差需要超过０．５元／（ｋＷ·ｈ）时

电化学储能系统才具备盈利空间。

关键词：

混合储能系统；灵活性评估；抽水蓄能；电化学储能；容量规划；机组启停

中图分类号：ＴＭ７４４；ＴＶ７４３；ＴＭ９１２文献标志码：Ａ文章编号：

２０９６３２０３（２０２４）０５００２７１０

波动，通过能量利用率，储能使用系数等指标评价

０引言

混合储能系统容量规划的合理性。相关研究表明，

近些年来，世界各国纷纷倡导节能减排，构建光蓄储混合储能系统可有效提升新能源消纳

［１２］［１６］［１７］

新型电力系统，推动电力低碳转型。储能作为率、提高系统可靠性与经济性，达成１００％可

新能源并网稳定运行的重要支撑，在平滑负荷、削［１８］

再生能源供应。但现有研究多关注微电网，侧重

峰填谷、降低供电成本、提高系统稳定性等方面具于寻找混合储能系统的功率分配策略。以提升抽

［３５］

有突出的优势。抽水蓄能装置作为当今发展历水蓄能电站运行灵活性为目的，直接服从电力系统

史最长、技术最成熟、单位容量成本最低的储能设调度的相关研究尚不成熟。

［６７］

施，在电网中发挥着重要作用。但由于其功率配置混合储能系统可以显著提升抽水蓄能的

调节范围窄、速率慢、准确性较低，难以承担电网中运行灵活性，但针对其灵活调节能力的评价指标尚

的快速调节任务。以锂电池为代表的电化学储能不完善。灵活性作为一种衡量电力系统响应负荷

设施具有响应速度快、调节准确性高的优势。混合波动能力、评价电站功率调节准确性的指标受到广

储能系统将抽水蓄能与电化学储能组合，利用其特泛的关注。当前学界普遍将站级灵活性定义为以

性互补提升系统的总体性能［８１０］。

一定成本适应可再