电化学储能行业创新与应用典型案例：风储协调闭环控制系统构建及应用

近日，中国电力企业联合会发布了电化学储能行业创新与应用典型案例，旨在进一步推动行业安全、高质量发展，总结、交流并推广成功经验与有益做法，发挥典型引领作用。以下为第八个典型案例——“风储协调闭环控制系统构建及应用”。 风储协调闭环控制系统构建及应用 华润新能源投资有限公司河南分公司 一、典型案例简介 针对配备储能的新能源场站灵活响应电网需求、实现经济高效运行实际需要，该系统聚焦调度限电、减少下网电量、降低功率预测考核、现货市场创值等多应用场景的风储联合发电系统协调优化闭环控制系统，并实际应用到风电场，实现了实时闭环控制。该系统为充分挖掘储能在新能源发电侧的应用潜力，解决当前自备储能容量闲置、利用时间少、收益偏低的行业问题，提供了现实可行的思路、方法与手段。 二、解决方案 风储协调闭环控制系统采用分层递阶控制和模型预测控制（MPC）技术，在现有新能源AGC上层构建多元协调控制层，应用成熟的数学优化算法，具备优良的灵活扩展性、实时性能和数值稳定性。可适配多种可调资源、支持最大化新能源消纳、降低下网电费、降低功率预测考核、现货市场创值并兼顾储能电池寿命等多控制目标，能够实现复杂应用场景下的优化控制，具体落地四大核心控制策略与算法： （1）研发并应用调度限电场景下风电最大化消纳的实时控制策略与算法，风电限电时段启动储能充电，不限电时段储能放电，有效降低调度限电造成的发电损失，提升场站发电收益。 （2）研发并应用降低下网电费的实时控制策略和算法，在风电低出力或无出力、且电网处于峰平下网电价的时段，优化储能放电策略，通过储能自主放电有效降低甚至消除下网电费与力调电费。 （3）研发并应用功率预测曲线跟踪的控制策略和算法，利用储能充放电的调节能力，跟踪风电日前功率预测曲线和超短期功率预测曲线，使出力偏差尽量满足“两个细则”的考核要求。 （4）研发并应用电力交易现货市场创值的控制策略和算法，以日前出清结果和实时电价预测曲线为基础，结合风电超短期功率预测曲线，优化储能充放电策略，实现现货交易收益最大化，完成电力交易现货市场的套利操作。 三、关键点与创新点 （1）提出面向储能多应用场景的风储一体化协调优化闭环控制算法。在现有新能源AGC功能基础上构建多元协调控制层，通过分层递阶控制保障保证下层控制的快速性和可靠性，依托协调控制层的统筹协调，消除下层控制的调整动作冲突，助力实现全局优化目标。 （2）实现复杂应用场景下风储协调优化闭环控制算法的落地应用。成功将调度限电风电消纳、降低下网电费、跟踪功率预测曲线、现货市场创值四大核心控制策略与算法落地实施，实现多场景下的精准调控，全方位解决新能源场站的运行痛点。 （3）实现兼顾储能寿命的储能充放电能力优化控制算法。通过技术约束，让储能电站始终在经济荷电状态（SOC）范围内运行，且使运行状态偏离最佳荷电状态（SOC）点的幅度最小，在充分发挥储能充放电支撑能力、实现多种优化目标的同时，最大限度降低充放电对储能电池寿命的影响。 （4）提出风储多应用场景自适应切换控制策略。系统可自动区分现货交易和非现货交易时段，在非现货交易时段，能根据场站实时工况，自动判断调度是否限电、是否出现下网电量，并完成不同应用场景控制策略与算法的自动切换，大幅提升了系统的适应性与实用性。 四、实际成效 该风储协调闭环控制系统已在我司某风电场成功部署并投入运行，实现了真正意义上的在线闭环实时控制。该风电场装机容量为30MW，配套储能系统规模为3MW/6MWh，构建起“风储一体化”的协同运行架构。 作为我司重点打造的创新示范项目，本系统依托先进的控制算法与实时决策能力，有效应对新能源场站运行中的多重挑战，其核心价值在四大应用场景中体现：一是通过储能的快速充放电响应电网指令，有效减少因电网调控需求导致的调度限电损失；二是优化场内用电管理，在保障设备正常运行的前提下，最大限度降低从电网购买的下网电量，提升场站自发自用水平；三是平抑风电出力波动，提升短期与超短期功率预测精度，显著降低因预测偏差产生的考核费用；四是面向电力现货市场，通过智能决策参与市场出清，实现峰谷价差套利或提供辅助服务，为场站创造新的经济效益。 该系统的成功应用，标志着公司在新能源精细化运营与市场化交易领域取得实质性突破，为构建高效、可靠、收益多元化的新型风电场运营模式，提供了可复制的技术范例与商业路径。 五、经济效益及推广前景 截至2025年4月底，上述30MW装机的风电场配套3MW/6MWh储能系统已取得显著效益：该站储能年累计充电量达数万千瓦时，风电场年累计限电率下降0.57%，同时减少碳排放百余吨；其中罗山储能累计放电量四十万千瓦时，为公司增加收益数千万元。 本次研发并应用的面向多应用场景的风储协调优化运行闭环控制系统，为配备储能的新能源场站经济运行调度提供直接的技术手段，可有效解决当前储能在新能源发电侧的应用潜力未完全开发、自备储能面临容量闲置、利用时间少、收益偏低等现实问题。该系统能有效提升新能源场站的运行灵活性与经济性，增强自备储能的灵活复用能力，实现储能价值的最大化利用，具有一定的示范意义和广阔的市场应用前景。 六、团队介绍 该团队由公司副总经理兼总工程师亲自领衔组建，形成了自上而下、内外协同的高效架构。核心管理层包括技术负责人与各专业负责人，他们负责方案设计、技术把关与专业协调；现场管理团队则确保工程进度、质量与安全的全过程管控。此外，团队还特邀设备厂家支持人员深度参与，提供专业技术保障与应急响应，形成“管理—技术—现场—供应”四位一体的支撑体系。这种组合既强化了内部执行与决策能力，又借助外部专家资源补齐技术短板，确保项目在复杂环境下仍能稳步推进、精准落地。

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