3.2 优化结果
采用Matlab建模并调用CPLEX优化软件对模型进行求解，得到不同类型储能电池的容量优化配置结果如表3所示。
表3 不同类型储能电池容量优化配置结果
Table 3 Configuration results of different battery types
根据计算结果可知，换算至储能寿命周期内每年的平均收益后，铅酸电池因成本低而收益最大，锂电池次之，全钒液流电池由于效率低且运行费用高而最不经济。对于装机90 MW的光伏电站来说，需要装设的储能容量(以铅酸电池为例)为12.72 MW/5.19 MWh，大约占光伏电站装机的14%。
现以铅酸电池为例，对比分析无储能时系统收益，结果如表4所示。
表4 有无储能优化结果对比
Table 4 Configuration results comparison with and without energy storage
由表4优化结果可得结论：在不装设储能时，根据式所示的约束条件，光伏电站需留有更高的备用容量以应对系统频率变化时所需要的频率调节容量，而装有储能的光伏发电系统能够留较少的备用容量，从而提高了系统收益。
现对含储能的算例进行分析。优化过程中，铅酸电池储能系统SOC变化及储能功率(1441～2880 min)如图5和图6所示，其中储能功率放电为正，充电为负;光伏电站最大功率、实际出力及发电功率如图7所示。其中实际出力包含用于频率调节的功率，发电功率为单纯用于向电网售电的功率。
图5 储能电池SOC变化
Fig.5 SOC of energy storage battery
图6 储能充放电功率
Fig.6 Power profile of energy storage
由仿真结果可知，夜间光伏出力为零，不能提供上下调频容量，因此期间系统频率波动所需的频率响应容量均由储能承担。光伏电站实际出力是其向电网售电的发电功率与用于频率响应功率之和，根据该日午间频率低于设定值需要光伏电站增加出力，因此光伏实际出力一部分用于向上调频，向电网售电的发电功率减少。
从电量的角度看，系统低频响应要求、光储响应电量与系统高频响应要求、光储响应电量分别如图8和图9所示。
图8和图9中，黑线、红色虚线、蓝色虚线分别表示计算得出的频率响应需求、光伏电站频率响应电量、储能换算到电网侧的频率响应电量。根据的优化结果，夜间低频响应容量由储能提供，白天光伏电站由于留有备用容量用于频率响应，低频时增加出力，可以免储能电池SOC持续下降而影响后续的频率响应能力。因此可知，光伏电站高频响应始终为零，说明系统不倾向于使光伏电站降额运行以提供高频响应容量，而是采用向储能电池充电来降低光储联合系统出力，以尽量保证光伏售电量，从而充分地利用光伏发电能力和储能能量存储的功能。
图7 光伏电站功率
Fig.7 Power profile of PV station
图8 系统低频响应要求及光伏、储能响应电量
Fig.8 Low frequency response generation of system requirements,PV and energy storage
图9 系统高频响应要求及光伏、储能响应电量
Fig.9 High frequency response generation of system requirements, PV and energy storage
