风电场储能装置容量配置优化探讨

根据风电场一日一充一放的要求，尽量在电力系统谷荷时期将风电场电功率储存在储能设备之中，在峰荷时期释放能量。因此，风电场储能设备容量的配置与风电场谷荷时期和峰荷时期的上网电量直接相关。由于风能的随机性，风电场日发电量也呈现出相应的特点，需要结合长期数据进行统计分析。

以上海地区的南汇风电场2008年～2010年的上网电量数据为例：南汇风电场装机容量为16.5MW，风电场2008年年利用小时数为1373h，2009年年利用小时数为1640h。表12-1、表12-2分别为南汇风电场2008年谷时月最大功率和谷时月平均上网电量，以及2009年峰谷上网电量比值。

从表12-1、表12-2与图12-1可以看出，南汇风电场在22时～次日6时的谷荷时间段内平均上网电量约为15MW·h～20MW·h，平均发电功率约为1.9MW～2.5MW。

表12-1 南汇风电场2008年谷时月最大功率和谷时月平均上网电量

（续）

图12-1 南汇风电场2008年谷时月平均上网电量的曲线图

表12-2 南汇风电场2009年峰谷上网电量比值

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图12-2 南汇风电场2008～2009年峰谷上网电量比曲线

为了对风电场谷时发电量进行充分存储，同时又能够实现对储能设备的充分利用，风电场储能设备的容量应结合风电场的装机容量、年利用小时数以及风电场峰谷电量比进行综合考虑获得。即储能设备容量应相当于风电场谷时平均上网电量。其具体计算方法见式（12-1）。

式中 W_ES———储能设备容量（MW·h）；

P_WF———风电场装机容量（MW）；

T_EF———风电场年利用小时数（h）；

K_W———风电场峰谷上网电量比。

储能设备通常采用额定功率进行表示，因此，习惯上也采用风电场装机容量的百分比来表示风电场配置的储能设备容量大小。因此，这里对储能设备容量的表示进行简单描述：储能设备通常表示为额定功率/额定容量，其中额定容量为额定功率与储能设备在额定功率下的充放电时间的乘积。如2MW/2MW·h的液流电池储能，表示该储能设备的额定功率为2MW，满充或满放状态为额定功率下充电或放电时间为2h。当储能设备工作于非额定状态下时，其充电或放电时间也将相应增加或减少，但存储容量2MW·h保持不变。

因此，可以通过式（12-1）计算得到的储能容量推算储能设备的额定功率：根据电力系统典型负荷曲线的特点，22时～次日6时为谷荷时段，其间隔为8h。因此，储能设备的额定功率P_ES为：

由于储能设备有一定的生产标准和容量序列，当根据式（12-1）和式（12-2）计算数据为非标准容量数据时，根据就近选择。