上海交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (10): 1407-1418.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.334
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收稿日期:2024-08-19
修回日期:2024-09-14
接受日期:2024-10-20
出版日期:2025-10-28
发布日期:2025-10-24
通讯作者:
柳 璐,副研究员,电话(Tel.):021-34204813;E-mail:liulu52@sjtu.edu.cn.
作者简介:程昊文(1998—),硕士,研究电源优化规划、电池储能优化配置、电力系统频率控制.
基金资助:
CHENG Haowen1, LI Kecheng2, LIU Lu1(
), CHENG Haozhong1, SANG Bingyu2
Received:2024-08-19
Revised:2024-09-14
Accepted:2024-10-20
Online:2025-10-28
Published:2025-10-24
摘要:
多样化调频资源是保障新型电力系统频率安全的有效手段和必然趋势.基于风电、光伏、火电与储能协同的差异化调频策略, 提出一种多场景下耦合长时间尺度规划与短时间尺度机组组合的电源侧电池储能优化配置方法.分别构建火储、风储、光储联合调频策略, 细化配套电池储能的不同功能, 增强其在调频过程中的灵活性.优化模型以风光火储全系统投资与运行成本最小为目标, 将系统可释放的频率响应功率作为安全约束; 通过高阶多机系统频率响应的时域仿真进行校验, 并反馈频率安全割迭代求解. 改进IEEE 24节点系统的算例表明, 所提方法下电池储能可在平抑功率波动、减少新能源弃电与参与电力系统调频之间灵活选择,验证了方法的有效性.
中图分类号:
程昊文, 李克成, 柳璐, 程浩忠, 桑丙玉. 基于风光火差异化调频策略的电池储能协同优化配置[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(10): 1407-1418.
CHENG Haowen, LI Kecheng, LIU Lu, CHENG Haozhong, SANG Bingyu. Optimization Configuration of Battery Storage Coordinated with Differentiated Frequency Regulation Strategy of Wind, Solar, and Thermal Power[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2025, 59(10): 1407-1418.
表2
不同对比方案的成本和发电情况
| 对比 方案 | 电源年投 资成本/ 亿元 | 储能年投 资成本/ 亿元 | 年燃料 成本/ 亿元 | 年开机 成本/ 亿元 | 年切负荷 成本/ 亿元 | 年风光运 维成本/ 亿元 | 年弃能 成本/ 亿元 | 总成本/ 亿元 | 火电机组 | 新能源机组 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 发电量/ (GW·h) | 发电量 占比/% | 发电量/ (GW·h) | 发电量 占比/% | ||||||||||
| 1 | 7.008 | 0 | 14.313 | 0.200 | 0 | 0.374 | 2.323 | 24.218 | 5969 | 46.7 | 6818 | 53.3 | |
| 2 | 5.368 | 1.251 | 14.357 | 0.220 | 0 | 0.314 | 0 | 21.510 | 6972 | 54.8 | 5753 | 45.2 | |
| 3 | 5.336 | 2.298 | 14.426 | 0.220 | 0 | 0.303 | 0 | 22.584 | 7212 | 56.7 | 5513 | 43.3 | |
| 4 | 5.336 | 1.817 | 14.468 | 0.220 | 0 | 0.295 | 0.151 | 22.285 | 7363 | 57.9 | 5363 | 42.1 | |
表4
不同弃能率下规划结果
| 弃能比例 上限/% | 年电源投资 成本/亿元 | 年储能投资 成本/亿元 | 年燃料成本/ 亿元 | 年风光运维 成本/亿元 | 年开机 成本/亿元 | 年弃能 成本/亿元 | 年切负荷 成本/亿元 | 总成本/ 亿元 | 弃能率/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 5.336 | 2.057 | 14.42 | 0.303 | 0.22 | 0 | 0 | 22.34 | 0 |
| 0.5 | 5.336 | 2.009 | 14.43 | 0.302 | 0.22 | 0.027 | 0 | 22.32 | 0.50 |
| 1 | 5.336 | 1.973 | 14.43 | 0.300 | 0.22 | 0.050 | 0 | 22.31 | 0.91 |
| 1.5 | 5.336 | 1.937 | 14.44 | 0.299 | 0.22 | 0.073 | 0 | 22.30 | 1.32 |
| 2 | 5.336 | 1.901 | 14.45 | 0.298 | 0.22 | 0.096 | 0 | 22.30 | 1.74 |
| 2.5 | 5.336 | 1.853 | 14.46 | 0.296 | 0.22 | 0.128 | 0 | 22.29 | 2.32 |
| 3 | 5.336 | 1.817 | 14.46 | 0.295 | 0.22 | 0.151 | 0 | 22.28 | 2.73 |
| 5 | 5.336 | 1.817 | 14.46 | 0.295 | 0.22 | 0.151 | 0 | 22.28 | 2.73 |
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