引言：当前，在世界范围内，风电早已成为人们生产生活中不可或缺的能源形式。伴随着风电机电容量的全面提升，此类资源在电力系统中也占据了重要地位。但是，受不确定性、任意性等特征的影响，风电对电力系统的稳定度和安全系数造成了干扰。为此，借助怎样的手段，增强该系统运行的可靠性，实现风电的合理管控是工作人员需要重点关注的问题。
一、风电-储能系统参与调频的机理
结合以往的经验分析可知，当风电-储能系统处于运行状态时，可以借助专业的机械装置，同步观测电力系统内部的频率变化情况。同时，由于储能系统具备快速反应的特点，因此，能够实现对于电力系统频率的合理管控。一般情况下，如若电力系统的频率呈下调趋势，储能系统便会依赖自身特性，及时对外释出大功率的电能，以此确保电力系统稳定运转[1]。相反，在电力系统频率升高的过程中，储能系统能够将多余的电能存储至指定区域，调节电力系统的频次，规避各类不必要的隐患风险。由此可见，实现风电-储能系统的合理运用，可以有效调控电力系统的频率，从根本上提升电力系统的安全系数和稳定度。
二、风电-储能系统参与调频的模型构建
（一）储能系统模型
调查显示，参考风机输出功率的数式可知。当风速处于稳定状态时，机组输出的电功率数值与风能利用系数息息相关。但是，由于此类参数的大小还和叶尖转速比、桨距角度密不可分，其中叶尖转速更是转子转动速度的因数。因此，为获取指定的数值，工作人员只需要控制转子的转动速度和桨距角度，调整风电装置的运转状态，将其切换至减载转动状态，即可实现风电-储能系统的合理调控。
为从根本上提升风力资源的利用率，常规条件下，风电机组通常处于大功率功能状态。此外，为改变风机的运行速度，还可以将以下环节视作切入点。其一，当风电功率为最大值时，如若此时风速发生了较大变动，风电机组会通过对风机转速进行合理调控，追踪电功率的轨迹变化，并获取对应的数值。其二，随着时间的推移，在风速持续上升的过程中，风机的转动速度也会发生相应变动。当转动频率达到最大值时，便需要适当调控引入桨的距离和转速，避免获取更多风能，确保风机的转动速度和输电功率始终处于正常状态。
（二）风电出力模型
研究表明，在风力发电机的转动过程中，主要的运行原理如下。其一，由专业的风力机组获取空气中的生物能。其二，将其转变成机械能后，移送至发电机中，并确保设备处于旋转模式，将机械能等量代换成电能。如若将机组的能量损耗忽略不计，设备对外输出的电功率为0.5*气体密度*Π*风能利用系数*风轮面积*风速3。
调查显示，当风机的功率为最大值时，追踪并控制各个不同的位置，一旦速度超过固定值，亦或是桨距角度过高，都可能导致风机的运行轨道发生变动，无法实现功率的有效跟踪，保证其始终处于减载的运转模式。研究表明，在全风速段，把控桨距角，可以实现减载把控。即便如此，由于风机的占地面积较高，多次调整桨距角，极易导致装置的使用年限下降。如若转子的转动速度超过固定值，设备便会失去控制，为此，应借助合理的手段，将其应用在风速较低的区域。当全风状态下，为实现风电设备的减载运转，工作人员应将速度和桨速角控制在正常的区间内，在中低风的环境中，率先对其进行超速管控[2]。此时，当转子的转动速度到达临界值时，应采用有效的方式，落实桨距角的合理把控。完成上述操作后，装置便可长时间处于减载运行状态。同时，还获取反方向调频功能。此时，风电也可作为系统调频的储备资源。
（三）电力调频模型
伴随着时间的推移，当电力装置中的风电储备量较高时，为确认电力系统中，风电比值的合理性，应在现有的基础上，应借助合理的手段，将风机的容量提升到指定的区间内，以此检测在不同情况下，风电机容量变动与装置运行成本、弃风量等数值之间的关系。研究表明，在弃风数值发生变化的状态下，系统运转所需的成本投入量始终处于正常状态。同时，在各类情况中，尽管总运行成本的数值不变，但是减载弃风量会随着装机容量的数值变化发生改变。当风机装机容量提升时，风电减载弃风的比值也会随之上升。出现此类情况的关键在于，在风电比值出现变化的过程中，由于风电不能相互抵消，产生弃风的时间节点会逐渐增多。在各个时间点中，如若装置自主将少数弃风转变为备用资源，风电减载弃风的比值便会发生相应变动。
三、风电-储能参与调频高比例风电电力系统运行的经济性
（一）成本
数据显示，当风电机组中电容量的比值超过30%时，设备便会自主降低调频储备容量。相反，当系统的调频需求超过固定值，各个机组的备用电容量也会发生相应变化。但是，如若风电比值到达最大值时，风电出力的电波会导致设备内部的调频压力不断升高，仅仅依靠设备自身的力量往往无法实现既定的运行目标，还可能致使系统的调频波动高于限定额度。此时，工作人员需要在现有的基础上，加装备用电源。由此可见，在全新的时代背景下，为推动新能源电力系统的高速运转，应将风电-储能参与调配的高比例风电电力系统融入其中。
通过对不同类型的管控方式进行深度分析后可知，当电荷量处于最低值时，在调频的过程中，将风电减载融入其中，有利于降低传统装置负荷，为风电消纳提供便利条件。相反，当电荷量超过固定值时，风电便可全面抵消，此时设备的调频容量也能够符合要求。此时，可以不让风电-储能参与调频。同时，在这一过程中，动态减载模式也可以确保风电的功率处于最大值。对比传统的固定减载模式，弃风的生成量也会呈现下降的态势。
（二）敏感性分析
当各个电源都保持发电状态时，储能设备便可以根据自身的主观优势，在电荷较低的情况下，自主供电。如若电荷量处于最大值时，则需要对外释放多余的电能，降低系统电荷的差值。当电荷量降到最小值时，为装置供电也可以抵消少量的风电。此时，风电-储能参与调频的高比例风电电力系统只担负在特定时间点的调频任务。其余时间不必调配备用容量的运行状态工作。如此，既能缩减储能装置对外放电频次和更换次数，更能从根本上提高储能设备的使用年限，有效规避各类可能存在的隐患风险。
结论：综上所述，为规避风电规模并网对系统造成的不利影响，将各项费用控制在合理的范围内，需要将风电-储能应用至备用调频系统中，降低成本，推动风电的有效消纳，强化系统的经济性。相反，如若借助动态减载的手段，当系统容量无法满足要求时，风电-储能便需要适度提升分担量，以此确保风电消纳始终处于正常状态。如此，既能提升管控的灵活性，更能规避弃风的产生。
参考文献：
[1]赵书强,吴博,李志伟,等.风电-储能参与调频的高比例风电电力系统运行经济性分析[J].南方电网技术,2023,17(04):69-76+89.
[2]任建文,许英强,董圣孝.考虑储能参与的含高比例风电互联电力系统分散式调度模型[J].电网技术,2018,42(04):1079-1086.
