強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）的研究人員易林、婁素華等，在2015年第15期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文指出，基于風(fēng)電接入技術(shù)準(zhǔn)則和電網(wǎng)調(diào)度需求，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)日前調(diào)度功率值予以優(yōu)化，并通過(guò)電池儲(chǔ)能彌補(bǔ)實(shí)際風(fēng)電出力與該調(diào)度參考值間的差值，從而改善風(fēng)電的可調(diào)度性。從能量吞吐量角度出發(fā)，建立了電池儲(chǔ)能實(shí)際使用壽命評(píng)估模型。
　　基于該模型，以風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)年收益最大為目標(biāo)，提出了綜合考慮風(fēng)電調(diào)度功率優(yōu)化和變壽命特性的電池儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化模型。以某風(fēng)電場(chǎng)年歷史出力數(shù)據(jù)為例，對(duì)電池儲(chǔ)能功率/電量容量進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提模型的有效性。
　　隨著化石能源危機(jī)及環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益突出，風(fēng)能作為一種清潔可再生能源在電力工業(yè)中得到快速發(fā)展。然而，風(fēng)能具有強(qiáng)烈的隨機(jī)性、間歇性和難以預(yù)測(cè)性，這些特點(diǎn)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)難以持續(xù)輸出穩(wěn)定的可控功率，其發(fā)電可調(diào)度性差，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)將給電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)不利影響[1,2]，從而對(duì)電網(wǎng)調(diào)度提出了新的要求與挑戰(zhàn)。
　　為了使可調(diào)度性差的風(fēng)電適應(yīng)確定性的電網(wǎng)調(diào)度決策，應(yīng)對(duì)并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率隨機(jī)波動(dòng)水平予以限制[3]。快速儲(chǔ)能技術(shù)具有對(duì)功率和能量的時(shí)間遷移能力，能夠有效改善風(fēng)電的輸出特性，增強(qiáng)風(fēng)電的可調(diào)度性，是解決風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)問(wèn)題、促進(jìn)風(fēng)資源利用的關(guān)鍵技術(shù)[4-7]。
　　目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS，batteryenergystoragesystem）在風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用問(wèn)題展開了研究，并取得了一定的研究成果。
　　文獻(xiàn)[8]提出了采用離散傅里葉變換對(duì)可再生能源出力進(jìn)行頻譜分析，并基于分析結(jié)果及平抑目標(biāo)功率求取系統(tǒng)所需的最小儲(chǔ)能容量；文獻(xiàn)[9]基于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速概率分布及風(fēng)電機(jī)組的出力特性，求取了以風(fēng)電場(chǎng)平均出力為風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)目標(biāo)出力的儲(chǔ)能容量需求。
　　文獻(xiàn)[10]為適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃，以單個(gè)調(diào)度時(shí)段內(nèi)等效輸出方差和最小為目標(biāo)求取了該時(shí)段風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的計(jì)劃出力，并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量進(jìn)行了優(yōu)化配置。但其未考慮相鄰調(diào)度時(shí)段的風(fēng)電功率波動(dòng)約束，且未對(duì)電池儲(chǔ)能功率/電量容量進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。
　　此外，電池儲(chǔ)能的使用壽命為容量?jī)?yōu)化的關(guān)鍵參量之一，其變壽命特征開始受到相關(guān)研究人員的關(guān)注[11-14]。文獻(xiàn)[11,12]將電池儲(chǔ)能的變壽命特征引入到控制策略優(yōu)化中，其中文獻(xiàn)[11]通過(guò)計(jì)算儲(chǔ)能電池的累計(jì)損耗系數(shù)評(píng)估其有效使用壽命，并以壽命最大為目標(biāo)對(duì)控制參數(shù)予以優(yōu)化；文獻(xiàn)[12]從循環(huán)次數(shù)角度（cycleing）構(gòu)建BESS的壽命評(píng)估模型，將不同放電深度下的充放電次數(shù)折算到全充全放條件下的循環(huán)使用次數(shù)測(cè)算BESS的使用壽命，并將其作為度量指標(biāo)對(duì)控制策略進(jìn)行研究。
　　文獻(xiàn)[13]將文獻(xiàn)[12]的壽命測(cè)算模型引入到電池儲(chǔ)能的容量?jī)?yōu)化中；文獻(xiàn)[14]在容量?jī)?yōu)化模型中考慮了因放電深度引起的壽命損失成本和過(guò)放成本，然未對(duì)使用壽命予以量化，且文獻(xiàn)[13,14]均未考慮日前風(fēng)電調(diào)度功率值對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及使用壽命的影響。
　　事實(shí)上，電池儲(chǔ)能的使用壽命與其運(yùn)行方式密切相關(guān)，而風(fēng)電的調(diào)度功率直接關(guān)系到電池儲(chǔ)能的運(yùn)行方式。因此，有必要對(duì)考慮風(fēng)電調(diào)度功率優(yōu)化和變壽命特征的儲(chǔ)能容量配置問(wèn)題進(jìn)行深入研究。
　　綜上所述，本文結(jié)合風(fēng)電入網(wǎng)技術(shù)準(zhǔn)則和調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃特點(diǎn)，優(yōu)化制定風(fēng)電調(diào)度功率值，通過(guò)電池儲(chǔ)能的引入使風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)出力跟蹤該功率值，從而使可調(diào)度性差的風(fēng)電適應(yīng)現(xiàn)行的電網(wǎng)調(diào)度決策。根據(jù)電池的運(yùn)行特性，從能量吞吐量角度（kWh-throughputing）出發(fā)建立了BESS使用壽命計(jì)算模型。
　　基于上述模型，以風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)年收益最大為目標(biāo)，提出了考慮風(fēng)電調(diào)度功率優(yōu)化和變壽命特征的BESS容量?jī)?yōu)化方法。利用本文所提方法對(duì)某實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了電池儲(chǔ)能容量的優(yōu)化配置研究和結(jié)果分析。 　　結(jié)論
　　電池儲(chǔ)能技術(shù)的迅速發(fā)展為其在含風(fēng)電電力系統(tǒng)中的規(guī)模化應(yīng)用提供了新的契機(jī)。本文立足于電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電接入的技術(shù)要求，通過(guò)電池儲(chǔ)能靈活的充放電特性改善風(fēng)電的可調(diào)度能力，結(jié)合放電深度對(duì)電池儲(chǔ)能使用壽命的影響，建立了電池儲(chǔ)能使用壽命預(yù)測(cè)模型，并將其引入到風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的電池儲(chǔ)能容量需求評(píng)估中。
　　算例表明，通過(guò)合理的配置電池儲(chǔ)能容量，能夠有效的提高風(fēng)電的可調(diào)度能力，且較于固定壽命模型，本文所提模型能更客觀、準(zhǔn)確地評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電池儲(chǔ)能的容量需求及其經(jīng)濟(jì)效益。