随着传统化石燃料资源的日趋紧张,以及CO2大量排放造成的温室效应和对环境的破坏,能源结构的变革势在必行,新能源发电必将成为未来世界能源的基石。而储能装置作为新能源发电必不可少的组成部分,在改善电能质量、维持系统稳定、紧急备用电源、提高经济效益等方面发挥着巨大的作用。但目前的储能技术存在着储能容量不足和储能成本过高的问题,为解决这个问题,本文从两个方面提出解决方法。
首先,从新能源发电端出发,以并网风电场为例,对风电场所需的最小储能容量进行优化计算。通过对风速的分布特性和对风力发电功率输出特性进行研究,给出了傅里叶仿真模型的原理和算法,并利用傅里叶级数仿真模型对风速以及风力发电功率进行曲线拟合。针对风电场配置储能系统后的可以在一定程度上实现功率调度的特点,将目标函数设定为风电场可实现连续N小时稳定功率输出,并以风电场可利用风能的平均值作为优化目标,寻求在一定的风能资源前提下,对储能装置容量进行优化选取,计算得到最小储能容量,从而既可以在现有的条件下尽可能使风电场的输出功率平滑,减小风电场输出功率的波动,使风电场成为大系统中可调度单元,又实现了风电场中储能成本的最小投入。
其次,从用户端出发,提出基于需求侧管理的“虚拟储能”技术。除了对储能装置和发电端储能优化配置的研究外,我们摆脱进行储能技术研究的习惯性思路,从用户端出发提出一种新型的“虚拟存储”技术,即通过对能源需求的管理和引导干预来抵消能量存储的不足,实现降低储能容量要求和减少储能成本的功能,为储能技术的研究提供一种全新的方法。虚拟储能技术的实现主要基于电力需求侧管理和灵活的电价策略这两个方面,它能够为电力供应商和客户之间创造一个积极的互动平台。实现一个用电和发电之间的虚拟缓冲区,扮演储能装置的缓冲调节作用,降低实际使用的储能装置容量需求,同时减少了储能装置的投资成本,实现“虚拟储能”的功能。智能电网的发展和大量智能电表的安装应用,使电力需求侧管理能够实现虚拟储能的功能,文中通过仿真分析了需求侧管理中负荷预测功能对储能容量的影响。另外,灵活的电价策略作为一种重要的DSM措施,可以实现削峰填谷的功能,既能够提高电网负荷率,缓解负荷压力,又减少了峰谷负荷差。文中最后建立了基于分时电价的智能用电系统,并通过实例计算分析了分时电价对储能容量的影响。
