1. 研究目的与意义
1. 课题研究的背景
自19世纪末以来，全球人口不断增加，社会发展迅速，人类经济社会对能源的需求不断增加，煤炭、石油、天然气等化石能源是满足需求的主要能源。由于人类的过度开发，导致化石能源很快就会枯竭和地球环境的逐渐恶化，制定长远的能源发展规划和大力发展可再生能源迫在眉睫。对风能的开发和利用显得尤为重要[1]。与其他传统发电方式相比，风能存在不确定性和非平稳性，会导致风电的波动，进而导致风功率存在波动性。风电的这些特性阻碍了风电的发展。近年来，由于担心风电的特性会给电力系统造成严重的经济损失，许多地方都严格限制风电并网比例，导致大规模风电场被废弃，造成巨大的经济浪费[2]。为了减少风能不必要的浪费，有必要对风电进行合理调度，降低其发电特性对电网安全运行的威胁[3]。为了实现这一目标，客观上要求在并网前对风功率进行准确预测。根据可靠的风功率预测值，电力系统可以合理调度和安排风电并网，在保证电力系统安全稳定的前提下，实现风电的最大利用，防止风电浪费，促进风电发展[4]。
随着我国绿色经济的持续发展，为实现2030年之前碳达峰、2060年之前碳中和的宏伟目标，绿色能源，尤其是风电的装机容量会持续增加，电网中风电的渗透率也会越来越高。但由于风电自身的严重波动性、间歇性以及不确定性，使得风电的大规模并网会严重威胁整个电力系统的稳定，严重制约了风电的发展。 风电来源于气流推动风机做工，风速的随机性导致了风电场出力的不确定性，使并网的过程中不能够像传统的发电机组一样实现功率的主动控制[5]，只能是被动适应与调整。随着风机并网容量越来越大，系统为了防止风电场的实际出力与预测值出现较大的偏差，影响整个网络的功率平衡，不得不添加大量的备用容量[6,7]，这给系统的运营带来了很大的经济负担与运营成本。因此在如今的风电建设中，针对其间歇性与波动性，需要考虑更多的灵活的补偿手段，优化系统的调控策略与调控水平，提高电力网络的资源配置水平。
2. 研究内容和问题
基本内容：为解决文献综述与调研报告中提出的问题，课题采用电池储能系统弥补实际风功率与发电计划之间的随机偏差，尽可能使风-储混合电站能按发电计划向电网注入功率。为此，拟进行以下几点研究内容：1）研究短期风功率预测误差的概率分布特性，并在此基础上确定风-储混合电站的发电计划；2）设计风-储混合电站中电池储能系统的在线运行策略；3）利用蒙特卡洛模拟技术对储能系统的运行进行模拟，基于模拟结果评价风-储混合电站的发电计划跟踪效果；4）基于模拟结果估算电池储能系统的运行成本。
预计解决的关键问题：如何设计合理的电池储能系统在线运行策略，在充分利用电池储能系统循环寿命的同时，取得最佳的发电计划跟踪效果。
3. 设计方案和技术路线
研究方法与技术路线：查阅资料，了解风功率预测误差概率特性与电池储能系统技术特性；设计电池储能系统运行策略；设计电池储能系统运行策略；基于风-储混合电站运行策略，编制风-储混合电站运行模拟程序；基于模拟结果，分析发电计划跟踪效果与电池储能系统运行成本。
4. 研究的条件和基础
PC机，电力系统综合程序软件包（power system analysis software package, PSASP），Visual C
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