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如今电网中可再生能源电源的涌入、负荷峰谷差的加大,储能电站,特别是新型的电池储能电站对电网的安全经济运行变得至关重要。本文先从电池技术、储能电站及其建模模型三方面介绍并比较了包括铅酸、钠硫、液流和锂电池在内的电池储能技术的特点、组成、技术由来和发展历史,对已有储能电站的调度、运行模型进行了概括和综述。在此基础上,展开讨论并建立了储能电站功能性模型,同时还提出了一种太阳能光伏电站出力的预测模型。
传统上,电力系统中储能电站的功能可分为两种:动态功能和静态功能。动态功能是指储能电站承担和补充电力系统运行备用的功能,而静态功能即指承担调峰填谷的功能。针对这两种功能的定位,本文提出将储能电站分为功率型和能量型两种,挑选电池储能电站为研究对象,分别建立了储能电站动、静态运行和调度模型。在考虑可再生能源电源大量接入的情况下,分别从可再生能源电站侧和含分布式电源的负荷侧两种安装位置对电池储能电站的动态功能进行建模,并提出相应的调度策略。同时还建立了一种太阳能光伏电站出力的马尔科夫预测模型,并总结归纳了课题组已有的风电场出力预测模型,以模拟所得的可再生能源出力为背景对电池储能电站的动态功能进行了算例验证。而在静态功能建模中,又以可靠性指标的改善作为评价依据,建立了一种较为合理的储能电站静态功能运行方式,并找到了基于性价比最佳的电池储能电站静态功能配置容量。
最后,本文挑选如今在电力系统中较有应用前景的锂电池、钠流电池和液流电池为例,建立了新型电池储能电站的综合兼容性模型,在提炼不同电池技术共性的同时对不同电池的特性加以区别描述,体现了差别,并比较了不同电池储能技术对可再生能源出力波动的平抑效果。