考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法研究

考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法研究

尹博韬

（ 内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司 ， 014030）

摘要：随着风电和储能规模的不断增长，其高度波动的特性给电力系统的运行和可靠性带来了一定的挑战。为了更好地应对这些挑战，提高风电和储能的利用效率，需求侧响应被引入到配电网的规划与运营中。基于此，本文简单讨论虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划的定义，深入探讨规划方法，以供参考。

关键词：需求侧响应；储能协调；协同运行

前言：需求侧响应是指通过调整用户侧的用电行为来与供给侧的能源生产进行协调，以实现电力系统的平衡和优化。通过引入需求侧响应，可以在风电和储能的波动性较大时，灵活地调整用户的能源消耗，从而平衡电力系统的供需关系，减少对传统发电的依赖。

1.考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划的定义

配电网风电和储能协调规划是指结合需求侧响应技术，通过优化风电和储能系统之间的协调运行，以实现配电网的可靠性、经济性和可持续性。这种规划的目标是最大化风电发电量的利用，并在电网需求波动时使用储能系统进行能量的调度，以平衡供需关系。在配电网风电和储能协调规划中，需求侧响应是指通过改变电力消费行为来适应电网的需求情况。通过灵活地调整用电时间、调整电器设备的功率需求等方法，使得需求能够与可再生能源的不稳定性相匹配。具体而言，配电网风电和储能协调规划包括以下几个方面：第一，风电发电量预测。通过建立预测模型，准确地预测风电场的发电量。这可以帮助系统运营人员了解未来风电供应的情况，从而有针对性地规划储能系统的使用。第二，储能系统规模和位置的确定。根据风电场的容量和预测的发电量，确定合适的储能系统容量和位置。考虑到风电的波动性，储能系统应具备足够的存储容量，以应对电网需求的波动。第三，风电和储能系统的协调控制。通过建立协调控制策略，将风电发电和储能系统的充放电行为相互协调起来。这意味着在风电供应充足时，将优先充电储能系统以实现能量的储存；而在风电供应不足时，则通过释放储能系统中的能量来满足电网需求。第四，需求侧响应策略的制定。通过与电力用户合作，制定灵活需求侧响应策略。这可以通过调整用电时间，利用电动车电池储能等方式来实现。用户的响应行为可以根据电价、奖励机制等激励措施进行引导。综上所述，配电网风电和储能协调规划的目的是优化可再生能源的利用和电网的运行，实现供需的平衡和可持续发展。

2.考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法

2.1考虑需求侧响应的目标和约束

考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法是针对优化电力系统运行的一种策略。该方法旨在实现风电和储能系统之间的协同运行，以及利用需求侧响应技术来平衡电力系统的供需关系，提高能源利用效率和经济性。下面将详细介绍考虑需求侧响应的目标和约束。首先，考虑需求侧响应的目标是优化电力系统的运行，包括最小化总成本、最大化可再生能源消纳比例、提高供电可靠性和稳定性等。在这个目标下，需求侧响应被用于调整用户的电力消耗模式，以实现负荷的弹性管理和灵活性响应。其次，需求侧响应的约束可分为两个方面，一是用户侧的约束，二是系统侧的约束。在用户侧，需求侧响应需要考虑用户的舒适度和生产需求。用户在进行响应时，应确保满足自身的用电需求，并尽量减小对用户生活和工作的影响。另外，用户的响应行为应符合相关的法规和规定，如不超过最大功率限制、不影响正常生产等。在系统侧，需求侧响应需要考虑电力系统的稳定性和供需平衡。响应用户的灵活性需求时，应确保系统的稳定运行和电力质量，避免因调度冲突、过载等问题而造成事故和停电。此外，需求侧响应还需要根据电力系统的实际发电、输电和负荷情况，合理安排用户的响应时间、响应程度及时长[1]。

2.2风电与储能的协同运行

风电与储能的协同运行是考虑需求侧响应的配电网规划中的重要内容。通过合理配置和协调利用风电和储能资源，可以实现电力系统的灵活性和可持续性发展。下面将详细介绍风电与储能的协同运行方法。首先，风电与储能的协同运行的关键在于风电的不确定性和波动性。风电的输出受到风速的影响，具有不确定性和时变性。而储能系统的特点是具备储能和释能的能力，可以储存风电的过剩能量，以供电网在风电不足时调度使用。协同运行的方法包括风电预测和储能调度。通过监测和预测风电的输出，可以提前了解风电的波动性，并对电力系统的运行做出相应调整。储能系统可以在风电生产过剩时充电，而在风电不足时通过释放储能来弥补缺口，实现供需平衡。通过风电预测和储能调度的协同运行，可以减少峰谷差异和电网压力，提高电力系统的稳定性和可靠性。其次，风电与储能的协同运行还可以通过需求侧响应进一步优化。需求侧响应是指用户根据系统需求和运行状态，调整电力消耗模式的行为。当风电产生过剩时，系统可以通过需求侧响应的方式引导用户增加用电负荷，将多余的风能利用起来。而当风电不足时，用户可以通过需求侧响应的方式降低用电负荷，减轻对系统的压力。通过需求侧响应的参与，实现用户与风电及储能系统的协同运行，提高整体能源利用效率。最后，风电与储能的协同运行还需要考虑经济性和环境友好性。根据电力市场机制和电价差异，可以合理设计风电和储能的运行策略，以最大程度地降低供电成本和用户用电成本。此外，风电与储能的协同运行也有助于减少对传统化石燃料的依赖，减少碳排放和环境污染

[2]。

2.3考虑需求侧响应的优化调度算法

考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法需要借助优化调度算法来实现电力系统的灵活性和高效性。该算法旨在利用风电和储能资源的互补性与可调度性，通过合理分配和调度电力资源，满足用户需求并最小化总成本。下面将详细介绍考虑需求侧响应的优化调度算法的主要内容。首先，考虑需求侧响应的优化调度算法需要考虑风电和储能系统的特性。风电的输出在短时间内具有不确定性和波动性，而储能系统可以储存和释放电能。基于这些特性，算法需要预测风电的产出，并根据实际情况调度储能系统的充放电操作。其次，算法需要基于电力系统的需求和用户的响应情况，调整电力资源的分配。通过档位调整和电力供需之间的协同配合，将风电和储能系统的输出与用户的电力需求进行有效匹配。算法可利用用户的用电弹性和优先级，合理安排用户的响应程度和用电负荷，以最大程度地满足用户需求和系统稳定运行的要求。在算法中，还需要考虑电力系统的稳定性和供需平衡。算法应根据电力系统的实际发电、输电和负荷情况，合理分配风电和储能的产出和消耗，以保证电力系统的电压稳定、频率稳定和线路容量不超过限制。此外，算法还应考虑风电和储能系统的运行状态，避免过载和故障。优化调度算法的目标是最小化总成本，包括风电和储能系统的运行成本、用户的用电成本和电力系统的调度成本等。利用数学优化方法，如线性规划、整数规划或动态规划，可以建立相应的数学模型，并通过优化算法求解最优的调度方案。算法可考虑电力市场的运行机制和电价变化，以在满足用户需求的前提下，实现能源利用的经济性和效益性[3]。

结束语：考虑需求侧响应的配电网风电和储能协调规划方法的研究有着广阔的应用前景和深远的影响。通过不断深化研究、创新方法，有信心能够推动可再生能源的大规模应用，促进电力系统的可持续发展，为未来能源领域的发展作出贡献。

参考文献：

[1]印云刚,刘闯,何其新.基于改进狼群算法的含风电配电网无功优化[J].内蒙古电力技术,2023,41(03):1-7.

[2]肖建华,李春亮,黄晓权.基于粒子群算法的含风电配电网无功优化研究[J].电工技术,2022(18):133-134+139.

[3]姜萌,曹红,张晶晶.含风电配电网小干扰稳定性的影响因素及改善方法[J].电力与能源,2022,43(03):256-259.