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本期学科合集精选环境学科有关“电池储能在风力发电集成系统中的应用”主题相关的文章，希望能为相关领域学者提供思路与参考，欢迎阅读。
01
Operation Optimization of Wind/Battery Storage/Alkaline Electrolyzer System Considering Dynamic Hydrogen Production Efficiency
考虑动态产氢效率的风电/电池/碱性电解槽系统运行优化
Meng Niu et al.
https://www.mdpi.com/2446332
图为部分欧洲国家的氢能战略。
文章亮点：
(1) 本研究构建了一个考虑动态产氢效率的风电/电池/碱性电解槽系统的多目标约束运行优化模型。该模型同时考虑了利润最大化和弃电率最小化；此外还考虑了一些约束条件，如最小启动停止时间、功率上下限限制和输入波动限制。
(2) 本研究采用非支配排序遗传算法II (NSGA-II) 和熵值法，在两个目标下获得系统的最佳产氢效率。动态产氢效率的变化主要与电解槽功率的变化有关。
(3) 最优方案表明电池储能和碱性电解槽在运行中可以优势互补，实现对风电的吸收。动态产氢效率可以提高电解槽的运行效率，为系统优化奠定基础。敏感性分析显示，利润对氢能价格敏感。
原文出自 Energies 期刊
Niu, M.; Li, X.; Sun, C.; Xiu, X.; Wang, Y.; Hu, M.; Dong, H. Operation Optimization of Wind/Battery Storage/Alkaline Electrolyzer System Considering Dynamic Hydrogen Production Efficiency. Energies 2023, 16, 6132.
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02
Smoothing Intermittent Output Power in Grid-Connected Doubly Fed Induction Generator Wind Turbines with Li-Ion Batteries
锂离子电池连接并网双馈感应风力发电机
Henok Ayele Behabtu et al.
https://www.mdpi.com/2565344
图为风力发电机组集成储能系统的分布式配置。
文章亮点：
(1) 本研究针对由风速的不可预测性引起的间歇性发电问题，将锂离子电池储能系统 (BESS) 与并网双馈感应发电机 (DFIG) 的直流 (DC) 连接起来，以减轻由风速变化引起的功率波动。
(2) 作者团队利用新开发的MATLAB/Simulink R2022a版本模型，在包括稳态和动态瞬态场景在内的各种操作条件下，比较有无锂离子电池的情况。同时作者设计了一个由比例-积分调节器控制的升降压双向直流-直流转换器，用于电池的充电和放电。结果显示DFIG风力涡轮机未产生无功功率。
(3) 仿真结果证实，锂离子电池有效地缓解了并网DFIG风力涡轮机的功率波动。锂离子电池通过吸收或释放电力来补偿风能产量的变化，增强了电网的电力稳定性和质量。
原文出自 Energies 期刊
Behabtu, H.A.; Vafaeipour, M.; Kebede, A.A.; Berecibar, M.; Van Mierlo, J.; Fante, K.A.; Messagie, M.; Coosemans, T. Smoothing Intermittent Output Power in Grid-Connected Doubly Fed Induction Generator Wind Turbines with Li-Ion Batteries. Energies 2023, 16, 7637.
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03
Green Hydrogen Driven by Wind and Solar—An Australian Case Study
风能和太阳能驱动的绿色氢能—澳大利亚案例研究
Glen Currie et al.
https://www.mdpi.com/2749194
图为南澳大利亚拟议的绿色氢能系统。
文章亮点:
(1) 本文评估了绿色氢能是否可以与风能和太阳能光伏很好地结合，以改善南澳大利亚电网。
(2) 该模型证明了绿色氢能用于电力储存的可行性。为了实现这种可行性，氢电解器需要可变。
(3) 分析表明，绿色氢能将有助于提高相关电力系统的可靠性和稳定性，且显示了改善电解器可变性和成本的好处。
原文出自 Wind 期刊
Currie, G.; Behrens, E.; Bolitho, S.; Coen, M.; Wilson, T. Green Hydrogen Driven by Wind and Solar—An Australian Case Study. Wind 2024, 4, 111-134.
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04
Power to Hydrogen and Power to Water Using Wind Energy
利用风能将电能转化为氢和水
Maria Margarita Bertsiou and Evangelos Baltas
https://www.mdpi.com/1629456
图为混合可再生能源系统 (HRES) 示意图：(a) 带有 PHS；(b) 带有HPHS。
文章亮点：
(1) 本文研究了两种不同的剩余储能系统模型。在这两种模式中，可再生风能均由风电场提供。在第一种模型中，抽水蓄能系统 (PHS) 用于剩余能量存储，而在第二种方案中，应用了由PHS和储氢系统组成混合抽氢储氢系统 (HPHS)。
(2) 本研究旨在比较单一和混合存储系统，以满足岛上电力负荷和海水淡化对生活用水和灌溉用水的能源需求。
(3) 分析表明，风速是影响能源成本 (COE)、水成本 (COW) 和失负荷概率 (LOLP) 指数的关键参数，而温度对结果的影响最小。
原文出自 Wind 期刊
Bertsiou, M.M.; Baltas, E. Power to Hydrogen and Power to Water Using Wind Energy. Wind 2022, 2, 305-324.
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05
Wind–PV–Battery Hybrid Off-Grid System: Control Design and Real-Time Testing
风能–光伏–电池混合离网系统：控制设计和实时测试
Miloud Rezkallah, Ambrish Chandra and Hussein Ibrahim
https://www.mdpi.com/2752392
图为所研究的混合离网系统。
文章亮点：
(1) 本文介绍了具有较少功率转换器设备、传感器和分散控制的太阳能–风能混合离网系统，并通过MATLAB/Simulink进行仿真和小型额定功率硬件原型进行了测试。
(2) 结果证明，通过不断调节直流链路电压，可以很容易地实现良好的效率，特别是在PV和WT的高辐照度和风速下，而无需使用最大功率点跟踪 (MPP) 技术。
(3) 研究表明混合离网系统功率转换器的外环和内环控制采用的线性自抗扰控制器 (LADRC) 及其线性扩张状态观测器 (LESO) 及其最优参数调节在恶劣条件下以及存在干扰和噪声的情况下表现良好。
(4) 研究表明负载以恒定电压和频率供电，电池在理想和非理想条件下平衡系统中的功率。
原文出自 Clean Techonologies 期刊
Rezkallah, M.; Chandra, A.; Ibrahim, H. Wind–PV–Battery Hybrid Off-Grid System: Control Design and Real-Time Testing. Clean Technol. 2024, 6, 471-493.
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06
Impact of Battery Energy System Integration in Frequency Control of an Electrical Grid with Wind Power
电池能量系统集成对风电电网频率控制的影响
Anukriti Pokhriyal, José Luis Domínguez-García, and Pedro Gómez-Romero
https://www.mdpi.com/1873730
图为双区域模型。
文章亮点：
(1) 本文分析了风力发电和电池频率支持的不同控制回路之间的相互作用和性能。为了深入了解不同的影响，本文通过 (i) 变速风力涡轮机的惯性和下垂控制以及 (ii) 电池对频率调节进行了灵敏度分析比较。
(2) 论文表明，根据控制参数和电池大小的不同，频率响应甚至会因各种技术的相互作用而变得不稳定。由此可见，电网上的不同参与者 (如电池和风能) 之间必须协调行动、优化控制和电网状态，才能实现稳定运行。
(3) 本文开发了一种混合系统的控制方案，允许风力涡轮机和电池提供频率调节支持。这可以防止电池对频率的每次波动做出响应。与惯性控制和下垂控制相比，电池显然对频率变化更为敏感。
(4) 结论表明，可以在部署电池的同时部署惯性和下垂控制，以提供最大支持，但电池的大小和响应灵敏度是有效利用电池的关键。根据控制情况，在频率下降时可能不需要额外的同步机来提供惯性支持。
原文出自 Clean Techonologies 期刊
Pokhriyal, A.; Domínguez-García, J.L.; Gómez-Romero, P. Impact of Battery Energy System Integration in Frequency Control of an Electrical Grid with Wind Power. Clean Technol. 2022, 4, 972-986.
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