【电力系统】多种调度模式下的光储电站经济性最优储能容量配置分析附Matlab代码

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🔥 内容介绍

随着光伏渗透率的快速提升，其出力的间歇性、波动性对电网稳定运行的影响日益突出，光储电站（光伏 + 储能）通过储能系统平抑波动、参与电网调度，成为解决光伏消纳难题的核心方案。不同调度模式（如削峰填谷、调频辅助服务、自发自用余电上网等）对储能的容量需求、充放电策略差异显著，直接影响光储电站的经济性。本文构建多调度模式下的经济性分析框架，建立以净现值（NPV）最大为目标的储能容量优化模型，通过案例对比不同模式下的最优配置，为光储电站的储能容量设计提供量化依据。

一、光储电站调度模式分类与核心特征

光储电站的调度模式由电网需求、政策导向和电站运营目标共同决定，不同模式对储能的 “容量 - 功率” 特性要求差异显著，主要分为以下四类：

1.1 削峰填谷模式

该模式利用峰谷电价差实现套利，核心是 “低谷储电、高峰放电”：

• 运行逻辑：在电价低谷时段（如 0:00-8:00，0.3 元 /kWh），储能系统吸收光伏出力或电网电能；在电价高峰时段（如 18:00-22:00，0.8 元 /kWh），储能系统放电至电网，获取价差收益；

• 对储能的要求：侧重容量特性（储能时长），需足够大的容量存储低谷电能，典型储能时长为 4-6 小时，对功率响应速度要求较低（≤10 分钟）；

• 适用场景：电价峰谷差≥0.5 元 /kWh 的地区（如工商业园区、高电价城市）。

1.2 调频辅助服务模式

作为电网调频资源，储能系统通过快速充放电平抑电网频率波动（国标要求频率偏差≤±0.2Hz）：

• 运行逻辑：当电网频率高于 50Hz（有功过剩），储能系统快速充电吸收过剩功率；当频率低于 50Hz（有功不足），储能系统快速放电补充功率，通过响应速度和调节精度获取调频补贴；

• 对储能的要求：侧重功率特性，需具备毫秒级响应速度（≤100ms）、高充放电循环次数（≥10000 次），容量无需过大（典型储能时长 0.5-1 小时）；

• 政策依赖：依赖电网调频辅助服务市场机制（如华北区域调频补偿标准约 0.5 元 /kWh）。

1.3 自发自用余电上网模式

主要针对工商业用户，优先满足自身负荷用电，多余电量（含光伏和储能放电）上网：

• 运行逻辑：光伏出力优先供给本地负荷，不足时由储能放电补充；光伏出力过剩时，优先充电至储能，仍过剩则上网；

• 对储能的要求：容量需匹配用户负荷曲线与光伏出力的差值，典型储能时长 2-4 小时，兼顾本地消纳与峰谷套利；

• 核心收益：节省电费（工商业电价通常高于居民电价，约 0.8-1.5 元 /kWh）、减少上网电量（避免低价上网损失）。

1.4 混合调度模式

融合上述两种或多种模式，如 “削峰填谷 + 调频”“自发自用 + 峰谷套利”，通过灵活切换调度策略最大化综合收益，是未来主流发展方向，但对储能系统的 “容量 - 功率” 协同性要求更高。

⛳️ 运行结果

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