文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的研究綜述

艾欣，董春發(fā)

(新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，北京102206)

Review on the Application of Energy Storage Technology in Power System with Renewable Energy SourcesAI Xin, DONG Chunfa

(State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources

(North China Electric Power University), Beijing 102206,China)

摘要：在總結(jié)各種儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了新能源大規(guī)模并網(wǎng)存在的問(wèn)題，歸納闡述了儲(chǔ)能技術(shù)在解決系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、功率波動(dòng)、電能質(zhì)量、風(fēng)電低電壓穿越等問(wèn)題中的研究進(jìn)展；針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的前期規(guī)劃，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性能和技術(shù)性能要求，重點(diǎn)研究了儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和優(yōu)化配置方法，并對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合下儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行歸納；最后對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的研究方向做出展望。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能技術(shù)；可再生能源；電力系統(tǒng)；并網(wǎng)運(yùn)行；優(yōu)化配置；控制策略

文章編號(hào)：1007-2322(2015)05-0001-09

中圖分類號(hào)：TM732

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)

收稿日期：2014-09-18

作者簡(jiǎn)介：

Abstract：Based on the summary on the characteristics of different energy storage techniques and their applications, the existing problems in large-scale grid-connected renewable energy sources are analyzed, and the research progress on the application of energy storage technique to solve such problems as system operation stability, power fluctuation, power quality and low voltage ride-through for wind power system are discussed. Furthermore, to meet the economic and technical requirements, the composition structure and optimal allocation method of energy storage system are mainly studied. In addition, control strategies of energy storage system in different operational situations are discussed. In the end, research direction and prospect of energy storage technology are forecasted.

Keywords：energy storage technology; renewable energy sources; power system; grid-connected operation; optimal allocation; control strategy

0引言

能源緊缺、環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出，開(kāi)發(fā)與利用新能源，改善能源結(jié)構(gòu)成為世界各國(guó)的共識(shí)。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電作為主要的清潔能源利用形式，具有與傳統(tǒng)電源競(jìng)爭(zhēng)的潛力，得到了快速的發(fā)展。截止2013年底，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)91.4GW，光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)19.4GW，均位列世界第一[1-2]。

但是，風(fēng)電和光伏發(fā)電出力顯示出較強(qiáng)的波動(dòng)性和隨機(jī)性，影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定[3]。這給電網(wǎng)的調(diào)度帶來(lái)困難，對(duì)供電的持續(xù)性和可靠性產(chǎn)生不利影響[4]，同時(shí)限制了其自身的發(fā)展。

在新能源的并網(wǎng)過(guò)程中，通過(guò)在出口側(cè)安裝儲(chǔ)能裝置，可以平抑輸出功率的波動(dòng)[5]，一定程度上將新能源電源轉(zhuǎn)化為可調(diào)度的電源，有助于減少對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊[6]，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，此外還可以提供電壓支撐，改善電能質(zhì)量等[7]。因此，儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)為是解決目前和將來(lái)電網(wǎng)中新能源穿透率持續(xù)增加等問(wèn)題的可行方案。

本文首先簡(jiǎn)要總結(jié)了各種儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)解決新能源并網(wǎng)問(wèn)題中的研究進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)分析，然后重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法進(jìn)行研究歸納，并總結(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)在不同運(yùn)行狀況時(shí)的控制策略，最后，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的研究方向和應(yīng)用前景做出展望。

1儲(chǔ)能技術(shù)的分類及應(yīng)用現(xiàn)狀

電能可以轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、化學(xué)能、電磁能等形式進(jìn)行存儲(chǔ)，按照方式的不同可分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能四大類型。其中機(jī)械儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等；電化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸、鎳隔、鋰離子、鈉硫、液流等電池儲(chǔ)能；電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)、超級(jí)電容和高能密度電容儲(chǔ)能等；相變儲(chǔ)能通過(guò)儲(chǔ)熱物質(zhì)發(fā)生相變進(jìn)而吸收或者放出潛熱實(shí)現(xiàn)[8]，既可在夏季蓄熱也可在冬季蓄冷，主要應(yīng)用場(chǎng)合包括蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，熱電相變蓄熱裝置和建筑節(jié)能[9](用于墻體、天花板中)等。表1對(duì)典型的儲(chǔ)能形式的特點(diǎn)、應(yīng)用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。

表1　應(yīng)用于電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)比較

2儲(chǔ)能技術(shù)在新能源大規(guī)模并網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1新能源大規(guī)模并網(wǎng)存在的問(wèn)題

由于風(fēng)能本身的隨機(jī)性和波動(dòng)性，風(fēng)電出力表現(xiàn)出很大程度的波動(dòng)性和不確定性[10]；同時(shí)風(fēng)能的不可控使得風(fēng)電具有弱致穩(wěn)性和弱抗擾性[11]。在我國(guó)風(fēng)電大規(guī)模開(kāi)發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送的模式下，風(fēng)電出力的上述特性對(duì)電力系統(tǒng)的供電充裕性和運(yùn)行穩(wěn)定性[5,12]的影響更為嚴(yán)重；此外，電網(wǎng)薄弱地區(qū)的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題[13]和有功備用不足電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定問(wèn)題[14-15]也值得關(guān)注。另一方面，風(fēng)速的隨機(jī)變化和風(fēng)機(jī)本身特性，以及風(fēng)電系統(tǒng)中電力電子器件應(yīng)用，帶來(lái)電壓暫降[16]、諧波[12]等電能質(zhì)量問(wèn)題。風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越(low voltage ride-through，LVRT)問(wèn)題也值得關(guān)注，故障發(fā)生時(shí)，若風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模同時(shí)從系統(tǒng)解列，可能導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行[17]。

同樣，光伏發(fā)電大規(guī)模接入公共電網(wǎng)后，其出力的波動(dòng)性使得電網(wǎng)常規(guī)的調(diào)度及控制策略難以適應(yīng)，電網(wǎng)自身的運(yùn)行調(diào)整與控制能力被削弱，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)新問(wèn)題[18]。

分析上述問(wèn)題，新能源出力缺乏可控性[19]是根本原因，風(fēng)電、光伏等出力的波動(dòng)性和不確定性使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對(duì)新能源發(fā)電出力進(jìn)行有效控制，改善出力特性，將其變?yōu)榭烧{(diào)度的電源，成為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。儲(chǔ)能作為能量的轉(zhuǎn)換手段，提供了能量高效利用和靈活轉(zhuǎn)換的方式，可以在一定程度上改善可再生能源電源的出力特性，為新能源大規(guī)模并網(wǎng)問(wèn)題的解決提供了途徑。

2.2儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電并網(wǎng)中的應(yīng)用

2.2.1提高含風(fēng)電電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性

提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的根本措施在于改進(jìn)系統(tǒng)的瞬時(shí)功率平衡水平，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠響應(yīng)有功及無(wú)功功率需求，改善系統(tǒng)的瞬時(shí)功率平衡水平，增強(qiáng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

對(duì)于電壓穩(wěn)定性問(wèn)題，文獻(xiàn)[3]針對(duì)并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的聯(lián)絡(luò)線短路故障和風(fēng)速擾動(dòng)，研究了超導(dǎo)儲(chǔ)能(superconducting magnetic energy storage，SMES)在改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性中的作用。仿真表明網(wǎng)絡(luò)故障后SMES能夠有效地提高風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定性，而且在快速的風(fēng)速擾動(dòng)下能夠平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出，降低風(fēng)電波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。文獻(xiàn)[13]將SMES應(yīng)用于并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，建立了SMES模型和加入SMES后系統(tǒng)的線性化仿真模型，采用基因算法求最優(yōu)反饋矩陣，仿真結(jié)果表明SMES單元對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓具有極大的改善作用。

頻率穩(wěn)定性問(wèn)題的研究主要集中在儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電輸出功率方面。文獻(xiàn)[6]提出了將飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行控制中，通過(guò)對(duì)控制飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電實(shí)現(xiàn)平滑風(fēng)機(jī)輸出功率、參與電網(wǎng)頻率控制的任務(wù)，仿真驗(yàn)證了方案的可行性。文獻(xiàn)[15]將風(fēng)能等可再生能源作為SMES裝置的充電電源，為可再生能源的使用提出一個(gè)新的思路，SMES裝置可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化快速調(diào)整出力來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)頻率及減少不必要的聯(lián)絡(luò)線功率流動(dòng)，同時(shí)改善系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用不足的問(wèn)題。文獻(xiàn)[20]研究了采用超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)改善頻率穩(wěn)定性問(wèn)題，仿真結(jié)果表明，超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)在文中既定的條件下使得系統(tǒng)的最大頻率偏差降低，有效改善了系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，且超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量越大系統(tǒng)頻率偏差越小。

因此，增強(qiáng)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要配備具有快速響應(yīng)能力的儲(chǔ)能系統(tǒng)，如超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，它們能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行的要求，補(bǔ)償功率差額。但是，由于風(fēng)電出力本身的不確定性，基于歷史出力數(shù)據(jù)的儲(chǔ)能系統(tǒng)合理配置及適當(dāng)?shù)目刂撇呗猿蔀檠芯康年P(guān)鍵問(wèn)題。

2.2.2改善電能質(zhì)量

儲(chǔ)能系統(tǒng)在改善電能質(zhì)量方面的應(yīng)用主要集中在抑制電壓波動(dòng)、電壓暫降等方面。

文獻(xiàn)[7]針對(duì)微電網(wǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題，分析了儲(chǔ)能解決電壓驟降、電壓跌落等電能質(zhì)量問(wèn)題的方案。文獻(xiàn)[21]介紹了超級(jí)電容儲(chǔ)能技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用，通過(guò)在PSCAD下建模仿真說(shuō)明了其在解決分布式發(fā)電電能質(zhì)量等問(wèn)題方面有很好的效果。

改善電壓波動(dòng)、電壓暫降等電能質(zhì)量問(wèn)題關(guān)鍵在于短時(shí)功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)具備毫秒級(jí)功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的能力，因此，選擇超級(jí)電容儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能等是比較合適的。

2.2.3平抑功率波動(dòng)

風(fēng)電出力缺乏可控性是造成風(fēng)電并網(wǎng)諸多問(wèn)題的根本原因。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效改善其出力特性，平滑風(fēng)電出力，在一定程度上使其成為可調(diào)度的電源。

目前針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)平抑風(fēng)電出力波動(dòng)的研究包括風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組兩個(gè)層面。文獻(xiàn)[12]給出一種串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的電路拓?fù)?，將其用于風(fēng)力發(fā)電，仿真表明并聯(lián)補(bǔ)償可以有效地改善風(fēng)力發(fā)電的不確定因素，平滑風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)出力；串聯(lián)補(bǔ)償可以有效地提高供電電壓的可靠性，抑制電壓暫降，提高風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[22]提出在基于全功率變頻器的永磁同步風(fēng)電機(jī)組的直流母線上并聯(lián)飛輪儲(chǔ)能裝置，并通過(guò)模糊控制，從而實(shí)現(xiàn)抑制風(fēng)電機(jī)組輸出功率的波動(dòng)。

考慮到大型風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率在一定程度上具有互補(bǔ)性，且大規(guī)模的集中儲(chǔ)能有利于控制，風(fēng)電場(chǎng)層面的儲(chǔ)能方式受到較大關(guān)注。

2.2.4提高風(fēng)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力

在風(fēng)電穿透功率較高的電力系統(tǒng)中，LVRT是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。有LVRT功能的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)能有效解決并網(wǎng)中產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強(qiáng)[23]。儲(chǔ)能系統(tǒng)在提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的研究主要集中于儲(chǔ)能系統(tǒng)的選擇和控制策略的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

其中，文獻(xiàn)[24]提出一種利用飛輪儲(chǔ)能提高永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越能力的控制策略，通過(guò)風(fēng)電機(jī)組和飛輪儲(chǔ)能的功率變換器的協(xié)調(diào)控制，在電網(wǎng)故障期間，利用飛輪儲(chǔ)能的快速有功調(diào)節(jié)能力保持風(fēng)電機(jī)組功率變換器的直流母線電壓穩(wěn)定，同時(shí)控制風(fēng)電機(jī)組的網(wǎng)側(cè)變換器向電網(wǎng)發(fā)出一定的無(wú)功，幫助電網(wǎng)電壓的恢復(fù)，從而提高風(fēng)電機(jī)組LVRT能力。文獻(xiàn)[25]研究了靜止同步補(bǔ)償裝置/蓄電池儲(chǔ)能用于增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組LVRT功能的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制策略，仿真結(jié)果表明，該方式可有效增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的LVRT能力。

2.3儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)中的應(yīng)用

儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)中的應(yīng)用同樣集中在平衡系統(tǒng)瞬時(shí)功率，改善電能質(zhì)量，維持系統(tǒng)可靠運(yùn)行等方面。

文獻(xiàn)[4]建立了混合儲(chǔ)能的數(shù)學(xué)模型，提出一種無(wú)源式并聯(lián)儲(chǔ)能方案并應(yīng)用于獨(dú)立光伏系統(tǒng),仿真實(shí)驗(yàn)表明，在光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率和負(fù)載功率脈動(dòng)的情況下,蓄電池的充放電電流比較平滑；文獻(xiàn)[10]將能量密度大、環(huán)境友好的磷酸鐵鋰電池和功率密度高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的超級(jí)電容組合，構(gòu)成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了控制結(jié)構(gòu)和控制方式。仿真結(jié)果表明，在光伏電池輸出功率存在波動(dòng)且負(fù)載發(fā)生脈動(dòng)的情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)能迅速平衡系統(tǒng)瞬時(shí)功率，維持系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

超級(jí)電容器蓄電池混合儲(chǔ)能在該領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿?，但目前相關(guān)的研究和應(yīng)用還很少，將會(huì)成為重要的研究方向。

3儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置和控制策略研究

如前所述，儲(chǔ)能系統(tǒng)在解決新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題，提高電網(wǎng)對(duì)新能源發(fā)電的消納能力等方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。因此，為更好地發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用，對(duì)其優(yōu)化配置和控制策略等方面的深入研究顯得尤為必要。

3.1儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

儲(chǔ)能系統(tǒng)可分別由單種儲(chǔ)能形式和多種儲(chǔ)能形式構(gòu)成。對(duì)新能源并網(wǎng)功率進(jìn)行控制的過(guò)程中，綜合考慮系統(tǒng)成本、體積等因素，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)具有高功率和高能量密度、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

在風(fēng)電和光伏等新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)的系統(tǒng)中，兩種儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)均有應(yīng)用；在小規(guī)模接入的微網(wǎng)中，由于新能源發(fā)電的間歇性要求儲(chǔ)能單元具有高能量密度，同時(shí)，負(fù)荷的快速波動(dòng)要求儲(chǔ)能單元具有高功率密度，因此，由高功率密度和高能量密度的儲(chǔ)能單元組成的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中有廣闊的應(yīng)用前景。

對(duì)于復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)能單元的選擇，由于微網(wǎng)的功率波動(dòng)通常在幾兆瓦范圍內(nèi)，蓄電池、超級(jí)電容器和飛輪儲(chǔ)能是比較合適的選擇，而蓄電池和超級(jí)電容器分別屬于高能量密度和高功率密度的儲(chǔ)能單元，它們的組合是很合適的選擇。文獻(xiàn)[26]表明在孤立的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池-超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能優(yōu)于單獨(dú)的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。文獻(xiàn)[27]表明蓄電池-超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅具有高能量密度和高功率密度的特點(diǎn)，同時(shí)可延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。文獻(xiàn)[28]定性地分析了該混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在蓄電池的功率和使用壽命方面的延長(zhǎng)作用。

3.2儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置

鑒于儲(chǔ)能系統(tǒng)在新能源發(fā)電并網(wǎng)中起到提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、改善電能質(zhì)量、平抑功率波動(dòng)等重要作用，可明顯改善系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能和技術(shù)性能。因此，考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的位置和容量，合理地對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行配置，使之在滿足系統(tǒng)技術(shù)性能要求的同時(shí)，盡可能地提高經(jīng)濟(jì)性能，成為目前亟待解決的問(wèn)題。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置與新能源發(fā)電的運(yùn)行特性、出力曲線以及電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等密切相關(guān)，對(duì)其優(yōu)化配置的研究一般以新能源發(fā)電的出力曲線和負(fù)荷特性為基礎(chǔ)，考慮系統(tǒng)技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能的要求，優(yōu)化對(duì)象為含新能源發(fā)電的聯(lián)合系統(tǒng)，圖1為新能源并網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置框圖。

圖1　新能源并網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置框圖

3.2.1新能源大規(guī)模并網(wǎng)系統(tǒng)中的優(yōu)化配置

由于新能源出力固有的間歇性和波動(dòng)性，加之出力預(yù)測(cè)誤差的存在，使其無(wú)法具有類似傳統(tǒng)發(fā)電形式的調(diào)度靈活性。因此，在新能源大規(guī)模并網(wǎng)的系統(tǒng)中，為積極響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在平抑出力波動(dòng)和提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性等場(chǎng)合。

考慮技術(shù)指標(biāo)，文獻(xiàn)[29-33]研究了儲(chǔ)能系統(tǒng)在平抑新能源出力波動(dòng)中的優(yōu)化配置方法：文獻(xiàn)[29]定義了輸出功率波動(dòng)率指標(biāo)，并設(shè)定波動(dòng)率的上限；文獻(xiàn)[30]考慮混合儲(chǔ)能系統(tǒng)能量損失率和能量缺失率等運(yùn)行指標(biāo)，建立優(yōu)化配置模型；文獻(xiàn)[31]考慮電池儲(chǔ)能系統(tǒng)功率容量與風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差、準(zhǔn)確率、合格率以及容量需求滿足率等指標(biāo)；文獻(xiàn)[32]對(duì)大型并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)在不同儲(chǔ)能容量配比關(guān)系下出力的平滑效果進(jìn)行仿真分析，得到儲(chǔ)能系統(tǒng)容量和風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的合適配比關(guān)系，初步優(yōu)化了儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量。此外，為提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，文獻(xiàn)[33]分析了儲(chǔ)能裝置在提高暫態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定性中的作用，定義系統(tǒng)偏離原穩(wěn)定狀態(tài)的指標(biāo)，并與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)結(jié)合進(jìn)行儲(chǔ)能裝置容量的配置。

在滿足技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置應(yīng)盡可能提高新能源聯(lián)合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能。目前已有很多學(xué)者綜合考慮系統(tǒng)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行研究，文獻(xiàn)[34-36]中以并網(wǎng)新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的凈收益最大為目標(biāo)，進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置：

(1)

式中：α為新能源發(fā)電的單位上網(wǎng)電價(jià)，β、γ分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率、容量的初始投資在研究周期T內(nèi)每小時(shí)內(nèi)的攤銷成本；Pd為研究周期內(nèi)新能源的并網(wǎng)功率，Pess、Eess分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功率和設(shè)計(jì)容量。

文獻(xiàn)[34]基于負(fù)荷峰谷差改善指標(biāo)，綜合考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和投資成本，以儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行年限內(nèi)的總收益最大為目標(biāo)，構(gòu)建了容量配置優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，提出用于松弛調(diào)峰瓶頸的大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配制方法，以改善風(fēng)電穿透率較高時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性；文獻(xiàn)[35]在保證風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和電壓合格的前提下，建立了以風(fēng)電-蓄電池聯(lián)合系統(tǒng)凈收益最大化為目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù)，通過(guò)對(duì)蓄電池容量進(jìn)行合理的配置，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化；文獻(xiàn)[36]綜合考慮復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能，建立了反映復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)特性參數(shù)-風(fēng)電功率平滑度、復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)成本特性的長(zhǎng)期數(shù)學(xué)模型，通過(guò)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，該方法適用于不同等級(jí)的任意風(fēng)電場(chǎng)的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的選定；此外，文獻(xiàn)[37]以風(fēng)電場(chǎng)等效輸出功率方差和最小為技術(shù)指標(biāo)，建立波動(dòng)水平的置信度約束，保證風(fēng)電場(chǎng)的功率波動(dòng)在合理的范圍，以儲(chǔ)能系統(tǒng)投資和運(yùn)行成本最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化；文獻(xiàn)[38]在保證風(fēng)場(chǎng)功率波動(dòng)在合理范圍的基礎(chǔ)上，引入蓄電池壽命周期成本函數(shù)，進(jìn)行功率的配置，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行成本的最小化。

3.2.2配電網(wǎng)/微網(wǎng)中的優(yōu)化配置

在包含風(fēng)機(jī)、光伏陣列、儲(chǔ)能裝置和其他不間斷電源等多種電源結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)中，系統(tǒng)的首要任務(wù)是保證功率平衡，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中于保證供需平衡和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、改善電能質(zhì)量等方面。

考慮供需平衡的要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置考慮了相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)：文獻(xiàn)[39]將補(bǔ)償后各時(shí)段負(fù)荷與負(fù)荷均值偏差的平方和作為評(píng)判指標(biāo)，同時(shí)考慮可再生能源功率波動(dòng)平抑的要求；文獻(xiàn)[40-41]均考慮供電可靠性的要求，分別以微網(wǎng)缺電概率和失負(fù)荷概率作為優(yōu)化配置的技術(shù)指標(biāo)；此外，文獻(xiàn)[42-44]也都對(duì)供需平衡問(wèn)題分析了相應(yīng)的技術(shù)要求。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)在配電網(wǎng)和微網(wǎng)中的應(yīng)用也需考慮電能質(zhì)量的要求，文獻(xiàn)[45]分析了儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于配網(wǎng)電壓質(zhì)量的提升作用，并運(yùn)用相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓指標(biāo)和饋線電壓指標(biāo)作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

與儲(chǔ)能在新能源大規(guī)模并網(wǎng)中的配置類似，其在含新能源發(fā)電的配電網(wǎng)/微網(wǎng)的配置同樣需要進(jìn)行技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能的綜合考慮。文獻(xiàn)[40-41,43-44,46-47]中均以綜合成本(包括初始投資和運(yùn)行維護(hù)成本)最小為目標(biāo)建立了儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置模型，有

(2)

式中：T為研究的周期;t為其中的時(shí)間段;S、R、H分別為儲(chǔ)能單元、新能源發(fā)電單元和傳統(tǒng)機(jī)組的總臺(tái)數(shù);Ct，s、Ct，r、Ct，h分別表示在該時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能單元、新能源發(fā)電單元和傳統(tǒng)機(jī)組攤銷的投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本之和。

其中，文獻(xiàn)[40]、文獻(xiàn)[41]根據(jù)響應(yīng)的供電可靠性指標(biāo)要求——缺電概率和失負(fù)荷概率，建立了計(jì)及設(shè)備投資成本、運(yùn)行和維護(hù)成本、燃料成本、環(huán)保折算成本的孤立風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化配置模型，分別采用改進(jìn)的細(xì)菌覓食算法和改進(jìn)粒子群算法求解最優(yōu)配置方案，得到微電網(wǎng)電源的類型及其容量的最優(yōu)方案；文獻(xiàn)[43]將設(shè)備的投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本等考慮在內(nèi)，計(jì)及系統(tǒng)供需平衡約束，建立了成本最小化的優(yōu)化模型，同時(shí)提出分散優(yōu)化框架以解決大規(guī)模優(yōu)化帶來(lái)的求解困難問(wèn)題；文獻(xiàn)[44]將光伏輻射利用率和光伏陣列效率等概念用于孤立光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在考慮初始投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)周期內(nèi)電池的更換成本，進(jìn)行蓄電池容量的配置；文獻(xiàn)[46-47]均采用基于隨機(jī)優(yōu)化的儲(chǔ)能系統(tǒng)定容，其中，文獻(xiàn)[46]運(yùn)用代表性的數(shù)據(jù)，考慮傳輸能量的成本、儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率等因素，文獻(xiàn)[47]提出隨機(jī)框架，通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，并運(yùn)用遺傳算法和概率最優(yōu)潮流相結(jié)合的方法進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)位置和容量的最優(yōu)配置；文獻(xiàn)[48]提出了基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的混合儲(chǔ)能容量配置方法，考慮混合儲(chǔ)能裝置的功率出力和荷電狀態(tài)約束，以裝置成本最低為目標(biāo)，得到風(fēng)電輸出功率波動(dòng)不超過(guò)某一區(qū)間的置信度與混合儲(chǔ)能最佳配置成本間的關(guān)系，從而為配置混合儲(chǔ)能容量時(shí)為在電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性間取得適度折中提供了定量依據(jù)。

此外，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，也有學(xué)者運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化研究。文獻(xiàn)[49]通過(guò)分析光伏出力短期預(yù)測(cè)誤差和負(fù)荷短期預(yù)測(cè)誤差的概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律和隨機(jī)過(guò)程，利用區(qū)間估計(jì)方法得出儲(chǔ)能設(shè)備容量配置函數(shù)，進(jìn)而得到儲(chǔ)能容量的最優(yōu)配置。

目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置的研究主要考慮含新能源發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理配置與調(diào)度，優(yōu)化方法的運(yùn)用以及微網(wǎng)中電源結(jié)構(gòu)的選擇仍將是研究的熱點(diǎn)。

3.3儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略分析

儲(chǔ)能系統(tǒng)配置完成后，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確高效的控制系統(tǒng)對(duì)于其補(bǔ)償效果至關(guān)重要，而在其中，如何合理選擇儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制信號(hào)和相應(yīng)的控制策略，又成為控制系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的不同應(yīng)用場(chǎng)合，眾多學(xué)者對(duì)其中的控制策略進(jìn)行了研究。

在以平抑功率波動(dòng)為主要應(yīng)用目標(biāo)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，文獻(xiàn)[50-52]分析了其中的控制策略：文獻(xiàn)[50]給出了基于閥控式鉛酸電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)原則，并使用定周期比較法實(shí)現(xiàn)Buck-Boost電路的定功率控制，精確反饋線性化算法實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)變流器VSC的定電壓和無(wú)功控制；文獻(xiàn)[51]基于風(fēng)電功率短期預(yù)測(cè)技術(shù)，根據(jù)風(fēng)電實(shí)發(fā)功率與預(yù)測(cè)功率與波動(dòng)上下限的關(guān)系，提出了平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的全釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行控制策略，并給出控制算法流程；文獻(xiàn)[52]采用飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助的微網(wǎng)方案，利用其大功率充放電的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了并網(wǎng)變流器的定功率控制方案，通過(guò)測(cè)量網(wǎng)側(cè)功率決定變流器的輸出電流，實(shí)現(xiàn)平抑微型電源功率和負(fù)荷波動(dòng)的功能。

為提高儲(chǔ)能系統(tǒng)在改善系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性中的效果，文獻(xiàn)[53-55]對(duì)其中的控制策略進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[53]提出了改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的超導(dǎo)磁儲(chǔ)能裝置控制策略，網(wǎng)側(cè)采用以電壓定向的矢量控制方案并通過(guò)附加前饋?lái)?xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其輸出有功、無(wú)功功率的解耦；文獻(xiàn)[54]研究了超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)中不同控制信號(hào)的選取，如轉(zhuǎn)速/功率/電壓偏差量，分上層控制和底層控制兩類對(duì)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略進(jìn)行研究，分析了其中的自適應(yīng)控制和魯棒控制等；文獻(xiàn)[55]提出了一種高滲透率大規(guī)模風(fēng)電接入后風(fēng)儲(chǔ)孤立電網(wǎng)的控制策略，包括上層的廣域功率平衡控制和下層儲(chǔ)能設(shè)備電壓/頻率控制，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓和頻率偏差生成有功和無(wú)功電流指令控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行功率補(bǔ)償，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

此外，針對(duì)超級(jí)電容裝置在改善系統(tǒng)電能質(zhì)量中的應(yīng)用，文獻(xiàn)[56]基于超級(jí)電容儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)節(jié)裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種網(wǎng)級(jí)控制、超級(jí)電容能量管理和變流器控制相結(jié)合的控制策略，進(jìn)行環(huán)路控制器設(shè)計(jì)，以降低風(fēng)場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。

由于新能源出力的波動(dòng)平抑和并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要儲(chǔ)能系統(tǒng)兼具高功率密度、高能量密度、高循環(huán)壽命的特點(diǎn)，而受儲(chǔ)能機(jī)理影響，單種儲(chǔ)能技術(shù)很難滿足全部要求，對(duì)此很多學(xué)者提出采用高能量密度的蓄電池與高功率密度的超級(jí)電容器相結(jié)合的混合儲(chǔ)能方法，以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體性能，相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定成果。

文獻(xiàn)[57]根據(jù)蓄電池和超級(jí)電容的荷電狀態(tài)，采用模糊控制理論將超出目標(biāo)值的功率偏差在兩種儲(chǔ)能介質(zhì)之間進(jìn)行分配，算例表明所提控制策略能夠有效地平抑可再生能源功率波動(dòng)；文獻(xiàn)[58]針對(duì)風(fēng)電波動(dòng)功率的平抑需求，提出一種新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其分層控制模型(能量層、系統(tǒng)層)，根據(jù)預(yù)置的專家信息庫(kù)，得到相應(yīng)充放電控制器的控制算法；文獻(xiàn)[59]根據(jù)超級(jí)電容器和蓄電池的輸出特性和應(yīng)用需求，以其能量為核心進(jìn)行混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略的設(shè)計(jì)，該策略具有中央管理單元和本地控制兩個(gè)層次，并且具有自適應(yīng)性。

需要指出，儲(chǔ)能系統(tǒng)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用目標(biāo)往往并不單一，關(guān)于其控制策略的選擇涉及可行性、經(jīng)濟(jì)性和有效性等多個(gè)指標(biāo)。多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的聯(lián)合協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題，仍將是研究的熱點(diǎn)。

4儲(chǔ)能技術(shù)的研究方向與展望

隨著新能源發(fā)電的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要性日益凸顯[60]。因此，電力儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。目前在儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域中，研究的熱點(diǎn)問(wèn)題如下。

① 兼具高功率密度、高能量密度的多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決新能源并網(wǎng)中諸多問(wèn)題的必然選擇，其中蓄電池和超級(jí)電容相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)受到關(guān)注，其優(yōu)化配置、協(xié)調(diào)運(yùn)行控制等問(wèn)題將會(huì)成為儲(chǔ)能技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

② 儲(chǔ)能系統(tǒng)在新能源并網(wǎng)中應(yīng)用場(chǎng)合的多樣性和多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題，使得對(duì)于其控制策略的研究尤為必要。解決系統(tǒng)干擾和參數(shù)變動(dòng)的儲(chǔ)能自適應(yīng)控制策略與用于非線性、時(shí)變、不確定系統(tǒng)的儲(chǔ)能模糊邏輯控制策略具有廣闊的發(fā)展前景。

③ 各種形式能量的相互轉(zhuǎn)換是非常重要的，必須解決大容量、快速、高效、低成本能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的問(wèn)題，電力電子技術(shù)將成為研究的重點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

本文在分析儲(chǔ)能技術(shù)解決系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、功率波動(dòng)等問(wèn)題的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究歸納了儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法，對(duì)不同儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了總結(jié)歸納，并對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的研究方向和應(yīng)用前景做出展望。主要結(jié)論如下：

① 儲(chǔ)能技術(shù)是解決新能源并網(wǎng)諸多問(wèn)題的有效途徑，其規(guī)?；瘧?yīng)用取決于本身的可靠性和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

② 新能源電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置需同時(shí)考慮系統(tǒng)技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能的要求，在滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，力求經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的最優(yōu)。

③ 儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略涉及其應(yīng)用場(chǎng)合多樣性和儲(chǔ)能單元復(fù)雜性等多個(gè)問(wèn)題，其可行性、經(jīng)濟(jì)性和有效性是評(píng)價(jià)策略優(yōu)劣的重要指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì).2013年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)[EB/OL].(2014-03-26).http://www. cwea.org.cn/download/display_info.asp?id=55.

[2]國(guó)家能源局.2013年光伏發(fā)電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[EB/OL].(2014-04-28).http://www.nea.gov.cn/2014-04/28/c_133296165.htm.

[3]吳俊玲，吳畏，周雙喜.超導(dǎo)儲(chǔ)能改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性的研究[J].電工電能新技術(shù)，2004，23(3)：59-63.

[4]唐西勝，武鑫，齊智平.超級(jí)電容器蓄電池混合儲(chǔ)能獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2007，28(2)：178-183.

[5]張步涵，曾杰，毛承雄，等.電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30(15)：54-58.

[6]孫春順，王耀南，李欣然.飛輪輔助的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率和頻率綜合控制[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28(29)：111-116.

[7]周林，黃勇，郭珂，等.微電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)研究綜述[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39(7)：147-152.

[8]張仁元，柯秀芳.相變儲(chǔ)能技術(shù)在電力調(diào)峰中的工程應(yīng)用[J].中國(guó)電力，2002，35(9)：21-24.

[9]陳慧斌，沈?qū)W忠.電力調(diào)峰和相變儲(chǔ)能技術(shù)[J].陜西電力，2008(5)：50-52.

[10]侯世英，房勇，孫韜，等.混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)功率平衡中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35(5)：183-187.

[11]袁小明，程時(shí)杰，文勁宇.儲(chǔ)能技術(shù)在解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題中的應(yīng)用前景分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37(1)：14-18.

[12]張步涵，曾杰，毛承雄，等.串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2008，28(4)：1-4.

[13]陳星鶯，劉孟覺(jué)，單淵達(dá).超導(dǎo)儲(chǔ)能單元在并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001，21(12)：63-66.

[14]Barton J P，Infield D G.Energy storage and its use with intermittent renewable energy[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2004，19(2)：441-448.

[15]李紅梅，嚴(yán)正.用可再生能源充電的SMES裝置在系統(tǒng)調(diào)頻中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009(15)：94-97.

[16]Carr J A，Balda J C，Mantooth H A.A Survey of Systems to Integrate Distributed Energy Resources and Energy Storage on the Utility Grid[C]//Energy 2030 Conference，Atlanta，2008：1-7.

[17]王偉，孫明冬，朱曉東.雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越技術(shù)分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，31(23)：84-89.

[18]李碧君，方勇杰，楊衛(wèi)東，等.光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問(wèn)題與對(duì)策[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010，26(4)：52-59.

[19]劉世林，文勁宇，孫海順，等.風(fēng)電并網(wǎng)中的儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41(23)：145-153.

[20]Jung H，Kim A，Kim J，et al.A Study on the Operating Characteristics of SMES for the Dispersed Power Generation System[J].IEEE Transactions on Applied Superconductivity，2009，19(3)：2028-2031.

[21]張華民，周漢濤，趙平，等.儲(chǔ)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及展望[J].能源工程，2005(3)：1-7.

[22]Cimuca G O，Saudemont C，Robyns B，et al.Control and Performance Evaluation of a Flywheel Energy Storage System Associated to a Variable-Speed Wind Generator[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，2006，53(4)：1074-1085.

[23]廖萍，李興源.風(fēng)電場(chǎng)穿透功率極限計(jì)算方法綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32(10)：50-53.

[24]姚駿，陳西寅，夏先鋒，等.含飛輪儲(chǔ)能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36(13)：38-44.

[25]Muyeen S M，Takahashi R，Murata T，et al.Stabilization of wind farms connected with multi-machine power system by using STATCOM/BESS[C]//International Conference on Electrical Machines and Systems，Seoul，2007：232-237.

[26]Glavin M E，Chan P K W，Armstrong S，et al.A standalone photovoltaic supercapacitor battery hybrid energy storage system[C]//Power Electronics and Motion Control Conference，Poznan，2008：1688-1695.

[27]Guoju Z，Xisheng T，Zhiping Q.Research on battery super-capacitor hybrid storage and its application in microgrid[C]//Power and Energy Engineering Conference (APPEEC)，Chengdu，2010：1-4.

[28]Dougal R A，Liu S，White R E.Power and life extension of battery-ultracapacitor hybrids[J].IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies.2002，25(1)：120-131.

[29]桑丙玉，王德順，楊波，等. 平滑新能源輸出波動(dòng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014， 34(22)：3700-3706.

[30]楊珺，張建成，桂勛.并網(wǎng)風(fēng)光發(fā)電中混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37(5)：1209-1216.

[31]楊水麗，李建林，惠東，等.用于跟蹤風(fēng)電場(chǎng)計(jì)劃出力的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置[J].電網(wǎng)技術(shù)， 2014，38(6)：1485-1491.

[32]梁亮，李建林，惠東.大型風(fēng)電場(chǎng)用儲(chǔ)能裝置容量的優(yōu)化配置[J].高電壓技術(shù)，2011，37(4)：930-936.

[33]夏亞君.儲(chǔ)能提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)化配置研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2012.

[34]嚴(yán)干貴，馮曉東，李軍徽，等.用于松弛調(diào)峰瓶頸的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(28)：27-35.

[35]Wang X Y，Mahinda Vilathgamuwa D，Choi S S.Determination of Battery Storage Capacity in Energy Buffer for Wind Farm[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2008，23(3)：868-878.

[36]張坤，毛承雄，謝俊文，等.風(fēng)電場(chǎng)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(25)：79-87.

[37]馮江霞，梁軍，張峰，等.考慮調(diào)度計(jì)劃和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化計(jì)算[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37(1)：90-95.

[38]Nguyen C，Chun T，Lee H.Determination of the optimal battery capacity based on a life time cost function in wind farm[C]//Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)，Denver，2013：51-58.

[39]譚興國(guó).微電網(wǎng)復(fù)合儲(chǔ)能柔性控制技術(shù)與容量?jī)?yōu)化配置[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2014.

[40]馬溪原，吳耀文，方華亮，等.采用改進(jìn)細(xì)菌覓食算法的風(fēng)/光/儲(chǔ)混合微電網(wǎng)電源優(yōu)化配置[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(25)：17-25.

[41]Wang J，Yang F.Optimal capacity allocation of stand-alone wind/solar/battery hybrid power system based on improved particle swarm optimization algorithm[J].IET Renewable Power Generation，2013，7(5)：443-448.

[42]Zheng Y，Dong Z Y，Luo F J，et al.Optimal Allocation of Energy Storage System for Risk Mitigation of DISCOs With High Renewable Penetrations[J].IEEE Transactions on Power Systems，2014，29(1)：212-220.

[43]Yang P，Nehorai A.Joint Optimization of Hybrid Energy Storage and Generation Capacity with Renewable Energy[J].arXiv preprint：1309.5832，2013.

[44]Kolhe M.Techno-Economic Optimum Sizing of a Stand-Alone Solar Photovoltaic System[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2009，24(2)：511-519.

[45]尤毅，劉東，鐘清，等.主動(dòng)配電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化配置[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，38(18)：46-52.

[46]Abbey C，Joos G.A Stochastic Optimization Approach to Rating of Energy Storage Systems in Wind-Diesel Isolated Grids[J].IEEE Transactions on Power Systems，2009，24(1)：418-426.

[47]Ghofrani M，Arabali A，Etezadi-Amoli M，et al.Energy Storage Application for Performance Enhancement of Wind Integration[J].IEEE Transactions on Power Systems，2013，28(4)：4803-4811.

[48]謝石驍，楊莉，李麗娜.基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的混合儲(chǔ)能優(yōu)化配置方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(5)：79-84.

[49]林少伯，韓民曉，趙國(guó)鵬，等.基于隨機(jī)預(yù)測(cè)誤差的分布式光伏配網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(4):25-33.

[50]李軍徽，朱昱，嚴(yán)干貴，等.儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略及主電路參數(shù)設(shè)計(jì)的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，40(7)：7-12.

[51]李蓓，郭劍波.平抑風(fēng)電功率的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(8)：38-43.

[52]黃宇淇，方賓義，孫錦楓.飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于微網(wǎng)的仿真研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39(9)：83-87.

[53]張占奎，王德意，遲永寧，等.超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置提高風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38(24)：38-42;47.

[54]周雪松，權(quán)博，馬幼捷，等.超導(dǎo)磁儲(chǔ)能裝置在風(fēng)電場(chǎng)中控制策略的研究[J].低溫與超導(dǎo)，2009，37(10)：12-16.

[55]施琳，羅毅，施念，等.高滲透率風(fēng)電儲(chǔ)能孤立電網(wǎng)控制策略[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(16)：78-85;15.

[56]李霄，胡長(zhǎng)生，劉昌金，等.基于超級(jí)電容儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模與控制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(9)：86-90.

[57]丁明，林根德，陳自年，等.一種適用于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(7)：1-6;184.

[58]于芃，周瑋，孫輝，等.用于風(fēng)電功率平抑的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(17)：127-133.

[59]張國(guó)駒，唐西勝，齊智平.平抑間歇式電源功率波動(dòng)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011， 35(20)：24-28.

[60]賈宏新，張宇，王育飛，等.儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].可再生能源，2009，27(6)：10-15.

艾欣(1964—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)樾履茉磁c電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)分析、運(yùn)行與控制；

董春發(fā)(1991—)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)優(yōu)化調(diào)度，電力系統(tǒng)分析、運(yùn)行與控制，E-mail：chunfadong@163.com。

(責(zé)任編輯：林海文)