1.引言

随着我国风电产业的快速发展，随着风电并网总装机容量的不断增加，风电输出的随机性和间歇性给电力系统的运行带来了诸多不利影响。为了提高系统的稳定性，必须控制风电输出，限制风电输出对系统的负面影响。目前，国内研究人员主要通过优化风电场并网运行来控制风电输出，提高系统的稳定性。然而，在实际运行中，由于各种因素的影响，风电场往往需要在一定的时间范围内限电。风电场可用的风能资源有限，考虑到风电输出的随机性和间歇性较大，频繁限电提高风电场发电效率是不可行的。

2.风电场限电分析

2.1风电场出力特性

随着风电场并网容量的不断增加，其输出特性也在发生变化，直接影响其经济性。不同地区的风电发展速度和规律各不相同，但总体上具有以下特点：

（1）中东风能资源丰富，年平均风速大，风力资源分布集中；西北、东北风能资源相对匮乏，年平均风速小，风速变化大。

（2）在同一地区的不同时间，风力资源的分布也有明显的差异。例如，在同一地区的同一时间，上午和下午的风力资源相对丰富。

一般来说，风电场的输出特性主要有以下几点：（1）从日输出曲线来看，风电场的输出曲线在一定时间内会出现一定的波动性；一天中，不同时间点的风电输出曲线差异明显，通常在上午和下午有最大值。从曲线上看，日内平均输出主要受风向和风速两个因素的影响，而日间平均输出主要受风强和机组状态的影响（2）从风电场内部看，各风电场的风机冗余系数不同，不同时期的冗余系数不同；当风电场中有一定数量的风电机组时，风机的冗余系数也会发生变化；当风电场中有两台以上风机时，其冗余系数会随着单机容量的增加而降低。

2.2风电场限电影响因素

要研究风电场限电现象，首先要明确影响风电场限电的因素，在此基础上建立完整的风电场限电评价指标体系。

风电场限电指标体系包括三个方面：一是风电机组的运行状态，指风电机组的输出水平、故障状态和故障次数；二是外部电源故障对风电机组的影响。如果风电机组因电网故障无法及时并网，风电机组在电网异常情况下无法及时完成指令；三是系统运行状态，如系统中各设备的运行参数和系统的稳定性。

在确定影响风电场限电的因素时，主要考虑以下几个方面：一是风电机组的运行状态，包括风机故障次数、风机故障影响范围和风机故障后的恢复时间；二是外部电源对风电机组的影响，包括电网电压波动、系统运行条件和系统电压振幅波动；三是系统运行状态，包括系统中各设备的运行参数和系统的稳定性；四是风电机组控制策略，包括风电场无功功率控制策略、风电机组故障类型和风电机组输出功率限制；五是其他因素，包括天气条件、风电机组输出变化程度和系统负荷。在确定影响风电场限电的因素时，需要进行详细的分析。

2.3风电场风储联合运行模式

风电场的运行需要消耗大量的电能，但在电网运行中，由于风电输出的不确定性和间歇性，如果根据风电输出的特点安排风电场的运行模式，必然会对电网产生很大的影响。因此，为了充分利用风电资源，提高风电场的经济效益，有必要优化风电场的运行模式。

目前，风电场的优化调度主要有以下模式：一是实时调度模式。在实时调度模式下，所有风电场按统一计划进行出力调整；二是规划调度模式，通过实时调度系统计算各风电场在一定时间内的发电计划；三是分时调度模式。在分时调度模式下，每个风电场按自己的发电计划发电。

在上述三种模式中，实时调度模式最接近风电场的实际运行，也是国内外最常用的风电调度模式。规划调度模式可有效避免风电场在一定时期内产生过大的影响，但规划调度模式要求实时调度系统能够准确预测风电输出，以确保系统的安全和稳定性。

不同时间段的调度模式可根据不同的风电输出特性对风电场进行分类，如高、中、低三类；对于具有高风电输出特性的风电场，其运行模式应采用计划调度模式，而具有低风电输出特性的风电场应采用实时调度模式。通过合理安排风电场运行模式，可以提高风电场的经济性，提高风电场的整体经济效益。

2.4风电场日内运行模式优化设计

风电场日内运行模式优化的设计是一种动态规划方法。机组调度时，根据日常调度计划，风电场应尽可能在给定的日常调度计划范围内调整到最佳状态。由于风电输出是随机和间歇的，为了提高风电场的经济效益，应充分考虑机组发电效率和电力系统运行的可靠性，日常调度计划是一个多目标规划问题。

最近的调度计划通常是根据历史数据制定的，而在实际运行过程中，机组的实际贡献往往超过了预测贡献的上限。因此，日常调度计划应根据机组的实际贡献和电网运行的要求进行调整。本文主要研究了风力发电机组在日内运行模式下如何进行调度。本文主要将风力发电机组的联合运行优化模型分为四个模块，即：

(1)数据处理:对风电预测数据和调度计划数据进行预处理，然后根据风电机组的实际运行情况安排机组的启停操作。

（2）目标函数：根据已知条件确定风电场的经济调度目标，主要包括运行成本、环保成本和安全成本。

（3）约束条件：风电机组在日内运行时，应保证电网的安全稳定运行，尽量减少对环境保护和电网运行的影响，满足以下约束条件：

（4）目标函数求解：根据已知条件求解上述三个目标函数，即可获得风电场日内调度方案。

在调度方案的基础上，预测风电输出，纠正预测误差，减少风电波动的影响，达到提高经济效益的目的。将修订后的风电输出数据添加到调度计划中，并将调度计划数据与风电预测数据相匹配，以获得一组符合调度要求的日前调度计划。

3.结论

在分析风电场限电的基础上，通过建立风电场运行模式的优化模式，给出了风电场日内运行模式的优化方法。对于日内运行模式，风电输出作为储能系统的输出，可以在一定程度上降低储能系统的成本，提高经济效益；对于日外运行模式，风电输出作为储能系统的输出，可以有效提高储能系统的容量利用率，降低其成本；同时，风电输出波动较大，需要合理调度日内运行模式。因此，本文提出了基于风储检联合运行的优化策略，在满足系统稳定性的前提下，尽量降低风电输出波动对储能系统容量利用率和电网运行可靠性的影响。