第43卷第7期2023年7月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.43No.7Jul.2023储能型风电场一次调频容量优化与风电功率协调分配冀肖彤1，2，柳丹3，江克证3，康逸群3，陈思源2，董天翔2（1.国网湖北省电力有限公司，湖北武汉430077；2.华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，湖北武汉430074；3.国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，湖北武汉430077）摘要：考虑到风电场与储能多方面的成本，提出了一种基于分层架构的风电与储能协同参与一次调频的容量优化方法及相应的风电功率协调分配方法。在系统规划层，基于多时间尺度模型，分析了全年风电场的运行特性和一次调频备用需求，通过机会约束规划配置储能容量，并通过对单个预测时段调频成本的优化，确定风电备用的最优减载率与储能调频最优出力；在风电场控制层，通过分布式控制将风电场减载需求按比例分配至不同风速的机组，无需集中控制器便实现了功率的协调分配。算例仿真结果表明所提方法能够在提高储能型风电场调频经济性的同时，使全风速工况的风机参与备用功率的协调分配。关键词：风电场；储能；多时间尺度；一次调频；功率备用；机会约束规划；一致性算法中图分类号：TM614；TM73文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.2022100150引言随着风电装机规模的不断增大，风电渗透率逐年上升，风电场具备一次调频能力已成为大势所趋。最新国家标准指出，风电并网技术需要从“被动适应”向“主动支撑和自主运行”转变，风电场应具有根据系统频率偏差快速调整自身有功功率的能力［1］。风电场实现一次调频的方案主要有预留备用、增设储能装置2种。传统预留备用方案的弃风量大、成本高，而增设储能装置是使风电场具备一次调频能力更为经济、有效的解决方案［2］。对于储能参与系统调频的应用价值，目前已进行了广泛的研究。美国一项报告表明：储能的调频效果平均比水电机组提升了70%，比燃气机组提升了150%，比燃煤机组提升了1000%以上［3］。文献［4］和文献［5］分别建立了可量化指标的储能调频运行效益评估模型、考虑机组降损的电池储能调频收益模型。随着调频市场对储能的逐步放开，储能的调频服务价值日益凸显。风电机组通过变桨控制、超速控制等限制风电场自身出力的方式可以提供一定的调频备用，但其长期降额运行会降低经济效益［6］。将风电机组功率备用控制与储能控制相结合，可以提高场站的调频能力并减小弃风成本，从而改善新能源电厂的经济效益。在满足风电场调频需...
