【中国能源杂志社】协助风电参与现货交易的储能实时滚动控制方法

摘要：当前新能源参与电力现货市场存在风电出力波动性强、参与电力现货市场收益不稳及控制成本高昂等问题，在高比例新能源并网的背景下，本文提出日内尺度下基于温度估计的控制策略。利用基于Bi-LSTM的风电功率与现货电价的联合预测方法，挖掘两者之间时序耦合关系。构建考虑风电与电价预测误差不确定集的鲁棒优化模型，通过动态调整误差容忍度与总不确定性预算，有效应对极端场景下运行风险。建立热-电耦合温度估计模型，将温度变化预测融入实时控制约束，实现储能系统在安全温度范围内经济运行。设计三层递进式滚动控制框架，融合波动平抑、老化成本、辅助服务等多目标，通过模型预测控制实现闭环优化与实时校正。实验结果表明，本文所提方法风电功率平抑范围控制在±2MW内，控制时延最大4ms，显著提升了风电在现货市场中的可调度性与经济性，具备良好的工程适用性。

关键词：电力现货市场；储能系统温度估计控制；储能实时滚动；BiLSTM联合预测

在电力市场转型背景下，辅助新能源参与现货交易对电网稳定运行意义重大。目前，大量新能源储备接入，使得电源侧功率波动加剧，超频概率增大，调频负荷增加，亟需高质量的调频资源。与此同时，随着新能源在能源结构中占比的不断提升，同步发电机在电网中的占比持续下降。同时，随着越来越多的直流输电线路投入使用，大量负荷和电源通过电力电子设备接入电网，从而导致电网的惯性降低（因为通过电力电子设备接入的部分不具备传统同步发电机所具有的惯性支撑能力），进而使得整个电网的惯性减小。电网惯性减小后，在面临净功率波动时，将会增加频率不稳定的风险。因此，迫切需要采取有效的调控措施，以保障新能源能够顺利参与现货交易。

毛志宇等提出了一种基于自适应完全集合经验模态分解算法的控制方法，该方法以现货市场电价信号与新能源出力预测数据作为输入，借助算法对功率波动进行动态分解，生成储能系统的实时充放电指令。并以功率分配平滑度最优为目标，对高低频分量解耦，结合荷电状态反馈机制，动态调整储能容量配置。不过，模态混叠问题可能会影响功率分配准确性，从而导致控制延迟；谢楠等提出了基于变斜率储能换流装置的控制方法，该方法将现货市场实时电价与新能源功率预测数据作为输入，通过变斜率传递函数模块动态调整储能充放电功率曲线，从而实现与市场价格的实时匹配。但变斜率模块参数整定复杂，非线性补偿模块可能会引发系统振荡，对电价波动预测误差较为敏感；贺悝等提出了电网储能死区优化调频控制策略，该方法结合现货市场实时电价与新能源出力波动，将调频过程划分为不同阶段，根据各阶段频率变化特性，动态设定储能死区响应模式。通过描述函数法分析死区非线性对系统稳定性的影响，确定储能调频下垂系数的稳定边界。然而，该方法在死区模式切换时可能引发控制震荡，影响控制精度；魏玖明等提出了短时性功率冲击下暂态频率安全的储能控制策略，该方法将实时电价信息与新能源电力预测数据进行有机结合，构建一个包含储能应急控制机制的电力系统频率响应模型。在此基础上，深入探究蓄能装置放电对系统频率特性的影响规律，进而研究最小蓄能放电能量的计算方法，以此避免出现低频切负荷的情况，同时使蓄能放电策略与电网实时电价实现动态匹配。但该方法对新能源功率预测误差较为敏感，且紧急控制响应延迟可能影响频率安全。

基于电池组温度估计的控制策略可以提升风储联合系统运行的效能及经济性。因此，本研究提出了一种日内尺度下基于温度估计的控制策略。该策略采用基于Bi-LSTM的风电功率与现货电价联合预测方法，以获取精准数据，并结合构建的三层递进式滚动控制框架，有效平抑风电功率波动，同时降低设备老化成本。

一、日内尺度风电功率-电价联合预测储能控制风险规避

二、基于温度估计的储能控制策略

三、实验

四、结束语

全文6399字，详见《中国能源》2025年第12期。

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