摘要：为了平滑风电场输出功率，降低风电波动对电网造成的冲击，利用能量型储能元件电解槽与功率型储能元件超级电容相结合形成的混合储能系统对风电波动进行平抑。首先对大量时间片段内的储能出力进行概率统计分析，通过并网功率波动率在风电波动限值范围内的概率变化评估风电波动平抑效果，将给定置信水平的输出功率作为混合储能额定功率。在此基础上，通过考虑经济性的自适应滑动窗口算法将混合储能功率分解，进而确定超级电容的额定容量以及电解槽的额定功率，实现了兼顾经济性和波动平抑效果的容量配置。其次，依据超级电容的荷电状态、电解槽额定功率、储能系统总体功率指令制定混合储能系统的运行控制策略。最后结合风电场实际运行数据，仿真验证了所提方法可以实现功率分配、保证储能各元件正常运行，同时有效降低了风电输出功率的波动。
引文信息
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徐衍会, 徐宜佳. 平抑风电波动的混合储能容量配置及控制策略[J]. 中国电力, 2022, 55(6): 186-193.
XU Yanhui, XU Yijia. Capacity configuration and control strategy of hybrid energy storage to smooth wind power fluctuations[J]. Electric Power, 2022, 55(6): 186-193.
引言
构建新型电力系统是实现“双碳”目标的必由之路，已上升为国家发展战略[1-2]。风能以清洁、高效、无污染等特点成为近年新能源发展的热点[3]。风电装机规模的持续增长[4]在带来巨大经济效益和环境效益的同时[5]，也给电网带来了巨大的挑战[6]。风力发电具有较强的波动性、间歇性和随机性，其对电网可靠运行、经济运行造成的不利影响也日趋严重[7-8]。
近年来，储能系统应用成为平抑风力发电波动重要途径[9]。在风电场站附近安装储能系统可以平滑风电波动，有利于电源侧储能建设。单一储能很难应对平抑风电波动时出现的各种工况[10-11]，目前大多采用混合储能系统[12]。氢气作为一种清洁的二次能源，其能量密度高、便于运输储存[13]，为解决传统储能方式无法实现能量的长期存储问题提供了新思路[14]。中国“十四五”规划已将氢能发展规划为长期的发展战略[15]。超级电容具有快速响应、高功率密度等优点[16]。本文采用由电解制氢和超级电容组成的混合储能系统平滑风场输出功率，改善并网的电能质量。
储能系统运行应满足2方面的要求。（1）在满足平抑目标的前提下，需要对系统容量配置进行优化；（2）需要对混合储能系统内部单元功率进行合理分配，保证各元件合理充放电，减少荷电状态过高或过低对储能元件造成伤害。
