风电不确定性下混合储能容量优化配置与运行策略

本文主要探讨了在风电功率不确定性日益显著的背景下，如何优化配置和运行混合储能系统（HESS）。首先，作者提出了一个基于频谱分析的方法来确定HESS的容量配置，这是关键的技术创新。通过运用离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT），将风电的不平衡功率分解到频域，以便更精确地理解和控制其波动特性。HESS中的超级电容器和蓄电池被设计用来互补工作，超级电容器能够快速响应短时间内的功率变化，而蓄电池则适合处理长期的储能需求。 接着，文章提出了一种确定最优截止频率的方法，这个频率是区分高频波动和低频趋势的关键，它有助于决定HESS中蓄电池和超级电容器的具体容量分配。合理配置这两类储能设备的容量可以确保系统在满足电力系统需求的同时，最大程度地减少成本。 在储能运行策略方面，作者构建了一个以利润最大化为目标的机会约束规划模型。这个模型考虑到了风电的不确定性以及市场条件，通过对HESS的充放电行为进行优化，寻求在满足电网需求的同时实现经济效益的最大化。解决这个问题采用了整合蒙特卡罗模拟的遗传算法，这种方法结合了概率模拟和进化优化，能够找到全局最优解。 最后，通过实际数据分析，验证了所提出的模型和方法的有效性和实用性。结果显示，这种基于频谱分析和机会约束规划的HESS配置与运行策略能有效应对风电的不确定性，提高风电并网效率，降低运营成本，对于推动风电的大规模接入和可持续发展具有重要意义。 本文的研究成果对于提升风电的接纳能力和电力系统的稳定性具有重要的理论和实践价值，对于促进清洁能源技术的发展具有积极的推动作用。