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摘要：微电网作为未来电力系统的重要组成部分，具有光明的发展前景。而作为微电网的组成部分之一，储能装置是微电网保证电力系统供电可靠性以及电网稳定性的关键所在。分布式发电技术随着科技的进步有了长足的发展，但是由于其供电具有随机性以及不确定性，需要通过微电网技术把多种微电源组合起来以提高供电的可靠性。因此，对微电网中储能装置的研究具有非常高的理论意义和实际价值。
关键词：风力发电系统；储能容量；优化
微电网系统中，由于风光等分布式电源出力的随机性以及不可控性，离网运行的微电网很难保证系统中功率的平衡。因此有必要在系统中配置一定容量的储能装置，不仅可以提高系统电能的供需平衡度，还可以在改善系统供电的可靠性上起到一定的作用。考虑到各种储能单元价格的差异以及储能效果的不同，故而在选择储能装置的时候，在取得负荷、电源以及储能容量的最优配置的前提下，应该获得最高的经济效益。
1、储能装置的配置
1.1、离网下储能装置的配置
离网运行的微电网，为了解决其中的功率平衡问题以及提高供电的质量，可以在微电网中配置一定容量的储能单元，以改善用户的供电可靠性。考虑到装置的成本问题，为了达到负荷、微电源以及储能之间最优容量匹配，需要在已知目标函数前提下对微电网在离网情况下做出研究。不同的微电网的目标函数也不尽相同，通常可以把系统费用、CO2的排量以及环保治理费用也可以作为优化的目标函数，由算法优化得到系统中各个单元容量的最佳配置。随着技术的不断提高，混合储能技术正在得到专家们的强烈关注，把几种储能单元结合在一起综合利用，取长补短发挥各自优势成为未来研究的热点方向。若把功率与能量型两种器件的优势互补，就能提高装置的经济性，最大化的提高经济效益。
1.2、并网下储能装置的配置
当并网运作的时候，配置相应的储能装置能够很好的改善其性能，比如削峰填谷，低谷时候储存在高峰的时候发出来；平抑功率，提高电网稳定性；对微电源的随机性进行功率补偿，以便于微网调度，改善质量及其可靠性等。削峰填谷的原理顾名思义就是通过把高峰时里相对不重要的负载重新调度安排至低谷期，通过这样的方法来增加系统处于低谷时候的负荷，从而提高系统的负荷率。在负荷处于低谷的时候，对储能单元进行充电不仅可以对系统增加负荷，还可以提高新能源的利用率。但是过多的储能单元接入又不利于经济效益的提高，因此需要根据新能源出力的性质、负荷性质以及系统成本来解决最佳容量配置问题。
2、决定储能单元容量的因素
2.1、自给天数
两个因素可以影响到自给天数的确定，其一为储能装置安装地的气象环境，包括最大持续阴雨的天数和风速小于启动风速的天数；其二为系统可靠性的要求。通常工程上的自给天数为储能装置安装地最大持续阴雨天与持续低风速天数的差值，再计及可靠性的要求，一般重要性负载自给天数为5～7天，普通性负载的为3～5天。
2.2、负载特性
该负载不仅仅包含传统意义上的电动机等负载，还包括了风光电源的出力等，是一个综合性的意义。储能装置容量的多少在一定程度上受到负载特性的影响，含冲击性负载多的场合中需要根据具体情况配置多的储能容量，以便于在能够保证大功率负载的吞吐；含波动性负载较多的场合中，根据不同的情况来配置容量以保证供电的可靠性。
3、储能装置容量优化
3.1、储能系统充放电管理策略
由上述分析可知，储能器件寿命受到充放次数以及操作方式影响。为了最大幅度的提高系统的经济效益，尽可能的延长储能装置的寿命周期，就需要在满足各项约束条件的基础上进行更加合理的充放电操作流程，因此应该制定合理的储能管理策略。在新能源并入多的电网中，计及负荷大小以及微电源输出功率大小，在满足安全性的前提下对储能装置实现合理的充放电管理。根据它的性质，现制定充放电管理方略。储能设备用来起净负荷的跟随作用。净负荷的概念为实际负荷功率与分布式电源功率之差的负荷值，也是储能装置与电网共同满足的负荷。按照采样时间分别对负荷功率与分布式电源统计之后，求得各个采样时刻的净负荷值，进而可以得到净负荷曲线。
储能装置的充电管理策略为：在净负荷大于零的情况下，对储能装置进行充电管理。如果分布式电源的发出的电量能够满足负载的要求，在计及荷电常数等约束条件之后，判断是否对设备开始充电，如果满足各项约束条件的要求，则对其进行充电工作，反之就放弃这部分电能。
储能装置的放电管理策略为：在净负荷小于零的情况下，对储能装置进行放电管理。分布式电源全部处于工作的状态下仍然不能够满足负荷的要求，这个时候就需要储能装置或者配网补偿缺额的功率。首先，如果储能装置在工作范围之内即荷电常数大于极小值或处于储能装置放电功率约束条件之内的时候，就可以通过储能装置来补偿功率的缺额；其次，若储能装置不在工作范围之内，就需要通过配电网来跟随净负荷。该时间段内的负荷要求通过分布式电源和储能装置不能够被满足，系统因此会产生负荷缺额。
2.2、储能容量优化分析
夏季白天时间长，阳光充足，光伏发电量大。冬季白天时间短，光照强度弱，光伏发电量少。夏季风速较弱，风力发电产量少；冬季风速大，风机转速快，故而发电量多。
假设负荷日用电量保持不变，则其月耗电量为日用电量乘以当月天数，则负荷每月的耗电量。
验证电量平衡原理：风光每年总的发电量310781.23kWh，负荷年总耗电量310250kWh，二者数值上相差不大，故满足要求。系统每月的电量差额。
在横坐标以上的部分即表示电量处于盈余的状态，在横坐标以下的部分即表示电量处于缺额的状态。因此，在夏季电量处于缺额的状态，而冬季的时候则电量处于盈余的状态。这是因为夏季天气炎热，居民空调等设备的使用次数增加，耗电量也随之变大，在7月份的时候电量缺额达到最大值。在冬季的时候，虽然温度降低，但是居民通常通过暖气来采暖，用电量增加的并不是太多，故电量处于盈余状态，在12月份的时候达到最大值。除此之外，系统的风电装机量比光伏装机量大也是影响电量差额的一个重要因素。在2月份的时候，电量也出现了缺额，是因为该月份包含了春节假期，用电量也显著增加。
结束语
随着我们环保观念的加深以及能源的匮乏，我们迫切的需要开发其他能源来减少化石资源的使用。作为未来电力系统的一种重要补充，微电网的前景光明。作为微电网的组成部分之一，储能装置是保证电力系统可靠性以及稳定性的关键所在。分布式发电技术随着科技的进步有了长足的发展，但是由于其供电具有随机性以及不确定性，故需要通过微电网技术把多种微电源组合起来以改善可靠性。由于微电网系统种类繁多，就需要安排合适容量的设备来改善可靠性。蓄电池是一种很成熟的储能单元，它成本低廉，但是与超级电容器比较起来它的功率密度较低，寿命周期以及充放电速度也没有优势。
参考文献：
[1]汪赛.储能辅助电力系统调峰的容量需求研究[D].广西大学,2018.
[2]张鹏.风电场的储能配置与日前出力计划上报策略研究[D].山东大学,2018.
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