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第42卷第4期可再生能源Vol.42No.4

2024年4月RenewableEnergyResourcesApr.2024

计及新能源功率概率分布特征的储能配置优化方法

桑丙玉，杨波，陶以彬1，刘克天2

（1.江苏省储能变流及应用工程技术研究中心（中国电力科学研究院有限公司），江苏南京210003；2.南京

工程学院电力工程学院，江苏南京211167)

摘要：为了降低新能源功率波动对电网的冲击,文章提出了一种计及新能源功率概率分布的储能容量优化配

置方法。首先，计算和统计不同时间尺度新能源功率波动量，确定新能源功率概率分布特征；其次,基于新能源功

率概率分布特征及并网指标，建立计及时间尺度和功率波动量的储能配置优化模型；再次，基于给定的约束条

件和时间尺度，计算波动量满足任意设定概率水平的最小储能充放电调节功率，从而确定储能的额定功率、容

量和初始状态；最后，以某地区50MW光伏电站实测数据进行算例分析。结果表明，此方法只调节不满足波动

指标的新能源功率值，不会影响满足条件的功率值,所需储能功率和容量最小,且调节后功率不会出现偏移。

关键词：新能源；功率波动；概率分布；储能；优化配置

中图分类号：TK51；TM6文献标志码：A文章编号：1671-5292(2024)04-0561-08

0引言两级滤波器的方案优化电池容量，从而达到所需

“双碳”目标下，我国风电、光伏等新能源迅速的光伏平滑水平。目前采用滤波算法平抑后的功

增长，其大规模功率波动对电力系统的运行控制率均产生偏移,不能达到精准调节。文献[12]提出

带来挑战，也对系统的爬坡和备用容量提出了更了一种光伏最大功率跟踪工作点控制和混合储能

高的要求,并且将影响区域系统的稳定性[-3。因

系统协调平抑光伏并网功率波动策略。文献

此，风电场和光伏电站并网技术标准中分别对不[13,14]采用了电池和超级电容混合储能系统平

同时间尺度的有功功率变化量限值作出了规定。抑并网功率波动，对原始功率和并网功率期望值

目前,新能源功率波动平抑方法主要有两类：一是的差值进行概率统计，用电池补95%的差值功

对新能源自身控制系统进行改进5,该方法会牺率,超级电容调节5%的差值功率。文献[15]考虑

牲新能源有功出力，且受机组控制能力和资源的不同场景的成本和效益，建立了双层经济指标模

影响；二是利用储能系统(EnergyStorageSystem,型求解储能容量。文献[16]考虑储能接人节点和

ESS)对新能源波动功率进行调节,通过储能的快容量不同对风电出力波动的平抑效果不同，以系

速充放电能力使得功率平抑更为灵活，不需要改统电压偏差、日有功网损和ESS配置容量为目标

变机组控制，成为解决新能源功率波动的有效手建立储能多目标优化配置模型。文献[17]将技术

段之一[6,7]指标在一定置信范围内作为约束，以储能系统投

利用储能平抑新能源功率波动的相关研究主资和运行成本最小为目标进行优化。

要采用滤波和模型预测方法。文献[7]通过一阶低综上，目前以波动指标为优化目标的储能配置

通滤波得到储能的充/放电功率,实现了较好的平方法基本采用试差、试频等找到接近条件的滤波截

滑出力波动效果。文献[8]提出了基于低通滤波与止频率或调节频段范围,波动指标和储能调节功率

短时功率预测技术相结合的储能控制方法。文献之间没有直接的对应关系,由于滤波的整体相移和

[9]利用模型预测控制提高光伏出力预测精度来不能精确定位，一般储能配置容量都是偏大的。效益

获得最佳储能参考功率，降低了出力波动。文献或成本最优法通常都无法完全满足技术指标要求。

[10]提出了一种基于递归模糊神经网络的储能系本文以新能源并网波动指标为优化目标,对不同时

统平滑风电功率波动的控制方法。文献[11]基于间尺度的新能源输出功率波动量进行概率统计，得

收稿日期：2023-12-04。

基金项目：江苏省储能变流及