第4章大规模风电并网条件下联合调峰模型研究
4.1各主体特性分析
碳中和目标的实现要依靠高渗透率的可再生能源系统的构建、替代和支撑，考虑到我国现有的能源结构特点，大规模的火电机组并不能马上全部退出市场为风电让路，火电机组转型辅助服务市场参与深度调峰成为火电机组的最佳出路。由于火电机组受到最小出力、投油区不稳燃等限制，为了更好地促使火电机组参与深度调峰，提出火电厂侧安装电化学储能，利用电化学储能辅助火电机组参与辅助服务市场，以提高火电厂通过深度调峰获得的补贴和辅助服务市场更大的市场份额。储能容量应该按照各主体不同特性进行分配使用，考虑到储能建设在火电侧，储能容量应该全部供火电机组参与辅助服务使用，但考虑到作为储能装置，其区别于传统火电机组具有响应迅速，反应灵活的特点，如果储能只用于辅助火电机组参加辅助服务市场，则储能增加系统灵活性的功能无法体现，为谋求多方共赢局面，应该分出小部分储能容量用于实时调用体现储能灵活性提点，具体各主体特性分析如下：
风电商采用新能源+储能租赁模式。风电商需要一定的储能来支持其稳定地参与电能市场。在电力现货市场日前阶段，风电商需提前1天申报次日的发电计划，但受自身波动性、不确定性等特点影响，次日实际出力与日前计划出力将存在一定偏差。偏差的存在不仅影响风电商参与电力市场的竞争力，也会对系统产生不可避免地冲击。对于风电商而言，现有的技术水平使得风电具有一定的可预测性，根据其历史大数据、时间因素、地形因素和当地的天气预报等可以对风电进行较为准确的短期预测，即便如此，预测值和实际值仍然会有一定的小而不可忽略的误差。
结论
在能源转型和新型电力系统建设逐步推进的大背景下，风电并网规模大幅度增加，同时，风电的不可控性也给电力系统带来很多问题，如何充分挖掘调峰潜力、调动各主体调峰积极性、实现新能源合理有效消纳成为亟待研究的问题。因此，深度调峰的相关研究是具有重要实际意义的。
本文提出了火储联合调峰的方法，即火电侧建立储能共同参与辅助服务市场。利用储能的分级利用改善火电机组的深度调峰限制，合理规避投油区，挖掘调峰潜力增加高比例新能源并网的消纳。研究重点主要集中在电化学储能在大规模风电并网条件下的应用及效益分析和火储联合调峰模型的建立，主要得出以下结论：
（1）电化学储能在大规模风电并网条件下优势突出从定性分析来看，电化学储能建设位置不同可以起到多种不同的作用效果：风电侧储能可以起到延缓机组建设，提高上网电量，降低发电计划偏差等作用；火电侧储能可以起到缩短机组响应时间，提升机组综合性能指标，减少污染的作用；电网侧储能可以提供系统备用，延缓电网建设，保障电力系统稳定的作用；负荷侧可以起到电费管理，减少停电损失，动态增容的作用。研究了大规模风电并网条件下电化学储能的新能源消纳性能，给出了在风电典型反调峰场景和典型频繁波动场景下储能的具体调峰效果。以东北某地区未来（2025年、2030年和2035年）的新能源规划实际数据为例，探究电化学储能的具体缓解弃风能力，隶属于不同主体下的收益和投资回收期，结果表明：电化学储能可以有效缓解未来大规模风电并网条件下的新能源消纳问题，就建设储能经济性而言，火电侧建立储能参与辅助服务市场的模式相比其他服务主体而言收益性更高，储能投资回收期更短。
（2）在火电侧储能的基础上构建了双层交互模型在火电侧储能的基础上，探索通过储能实现火储协同的深度调峰模式，建立了以储能分级利用和深度调峰参与辅助服务市场为基础的双层模型，上层为储能最大化利用模型，将储能分为三级分别应用于风电实时波动平滑，投油区的规避以及配合火电机组参与辅助服务市场。下层为深度调峰模型，研究了火电参与辅助服务市场的成本和收益，在模型机理方面将投油区考虑到电化学储能的应用中，有效降低了机组投油成本及其附加成本，并通过50%风电占比场景和70%风电占比场景进行仿真分析，仿真结果表明本文提出的双层模型在较为极端的风电并网场景下依然可以起到很好的风电消纳效果，在风电逐步规模化并网的过程中具有工程应用性。
参考文献（略）
