计及风电场涉网功率平抑与AGC考核的混合储能容量优化配置

This paper proposes a bi-level optimization model for lithium-ion/supercapacitor hybrid energy storage system (HESS) in wind farms, integrating grid compliance (power smoothing, AGC assessment), lifecycle cost, and multiple revenue streams (arbitrage, carbon trading, etc.). An improved HHT-based power allocation and MPC-based lower-level control are adopted. Case studies verify enhanced economic benefits under grid regulation requirements.

针对风电场锂离子电池和超级电容混合储能系统(HESS)容量优化配置问题,面向风电场涉网功率平抑和自动发电控制(AGC)功率指令考核与辅助服务的场景,考虑混合储能系统全寿命周期成本,综合风电消纳、峰谷套利、碳交易、功率平抑和AGC功率指令考核与辅助服务等多项收益,提出风电场 HESS双层容量优化配置模型,旨在提升风储联合系统的经济效益.上层考虑市场电价和风电出力数据,以储能套利收益最大为目标,基于储能套利最优建立混合储能容量优化模型;下层综合考虑储能全生命周期成本、碳交易规则、风电平抑和AGC功率指令考核与补偿机制,采用预测控制方法构建以风储联合系统效益最大为目标的容量配置模型,并进行上下层迭代求解.针对下层混合储能功率指令分配问题,采用改进希尔伯特黄变换(HHT)确定锂离子电池和超级电容的功率指令.最后,通过算例分析,验证了所提风电场混合储能的容量优化配置方法,能够有效地提升风储联合系统涉网功率平抑与AGC功率指令考核下的经济收益.