摘要
在现代电力系统中，可再生能源的大规模接入导致电力供应的波动性增加，调峰压力增大。储能技术作为一种重要的调峰手段，可以有效平衡电力供需、提高电网稳定性。本文通过MATLAB仿真，研究了储能在辅助电力系统调峰中的作用，分析了储能系统容量需求和充放电策略对电力系统调峰的影响。仿真结果表明，合理的储能容量配置与优化的充放电策略能显著提升电网的调峰能力。
理论
电力系统调峰是为了平衡电力供需，使得在电力负荷高峰期能够满足需求，而在低谷期平衡发电量。储能系统通过在低负荷时期存储电力，在高负荷时期释放电力，减少了传统燃煤、燃气机组的调峰需求。主要的储能技术包括电池储能、抽水蓄能、飞轮储能等。本文主要针对电池储能进行分析。
电池储能系统的调峰容量设计包括以下几个关键因素：
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容量需求：储能系统容量的大小决定了系统的调峰能力，影响储能的充放电次数及其使用寿命。
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充放电策略：储能系统需要根据电力负荷和发电功率的变化，进行充电和放电的优化管理。
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成本效益：储能系统的安装和维护成本高，因此需要平衡成本与调峰收益。
实验结果
通过MATLAB的仿真平台，本文对储能辅助电力系统调峰的过程进行了模拟。仿真结果如图所示：
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电力平衡图：展示了微型燃机、风电、调峰不足、放电功率、充电功率和负荷的关系。可见储能系统在不同时间段充放电以满足负荷需求。
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储能充放电图：显示了储能系统在不同时间的充电和放电情况。可见系统在负荷低谷时充电，在高峰期放电。
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风电输出图：对比了风电的理论输出和实际输出，揭示了风电波动对电力系统调峰的影响。
部分代码
% 电力负荷曲线模拟
time = 0:1:24; % 时间范围
load = 300 + 100*sin(2*pi*time/24); % 负荷曲线% 储能系统参数
battery_capacity = 50; % 储能系统容量
charge_efficiency = 0.9; % 充电效率
discharge_efficiency = 0.9; % 放电效率% 仿真储能调峰过程
for t = 1:length(time)if load(t) > 400 % 高峰负荷，储能放电discharge_power(t) = min(battery_capacity, load(t) - 400);battery_capacity = battery_capacity - discharge_power(t) / discharge_efficiency;elseif load(t) < 300 % 低谷负荷，储能充电charge_power(t) = min(battery_capacity, 300 - load(t));battery_capacity = battery_capacity + charge_power(t) * charge_efficiency;elsedischarge_power(t) = 0;charge_power(t) = 0;end
end% 绘图
figure;
plot(time, load, '-o');
hold on;
bar(time, discharge_power, 'r');
bar(time, -charge_power, 'b');
xlabel('时间 (h)');
ylabel('功率 (MW)');
legend('负荷', '放电功率', '充电功率');
title('储能系统调峰过程');
参考文献
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Xu, B., Hu, M., & Li, J. (2020). Research on Peak Shaving Capacity Demand of Energy Storage System in Power System. IEEE Transactions on Power Systems, 35(3), 2001-2011.
Wang, Y., Li, G., & Chen, Z. (2021). Optimal Capacity Allocation of Energy Storage System in Power Grid. Renewable Energy, 145, 1431-1440.
Zhang, L., & Zhang, Y. (2019). Energy Storage as a Peaking Resource in Power Systems: A Comprehensive Review. Energy, 189, 116196.
（文章内容仅供参考，具体效果以图片为准）