文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200322
中文引用格式： 焦永斌，秦會斌，華詠竹，等. 電池儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的策略研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(9)：123-126，131.
英文引用格式： Jiao Yongbin，Qin Huibin，Hua Yongzhu，et al. Battery energy storage systems participates in the strategy research of voltage regulation of distribution network[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：123-126，131.
0 引言
隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，能源的需求和消耗日益增加。因此能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重。傳統(tǒng)的化石能源如煤炭、石油、天然氣，是不可再生能源，隨著消耗越來越緊缺，并且還會帶來環(huán)境污染和全球變暖等一系列問題。黨的十八大以來，我國在生態(tài)文明建設(shè)方面已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，但目前我國的環(huán)境問題、能源改革問題依然艱巨，亟待以綠色發(fā)展引領(lǐng)能源行業(yè)變革。十九大報(bào)告指出，要堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。發(fā)展清潔能源是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)。因此改變能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展可再生能源成為目前的研究重點(diǎn)。近年來，太陽能、風(fēng)能、潮汐能等可再生能源快速發(fā)展，可再生能源的應(yīng)用改善了傳統(tǒng)的能源體系，其具有污染少、可持續(xù)的優(yōu)勢。因此，以可再生能源為核心的分布式發(fā)電得到大規(guī)模運(yùn)用和發(fā)展。但是由于可再生能源容易受到天氣、季節(jié)、氣候等因素的影響，以可再生能源為核心的分布式發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，當(dāng)大規(guī)模分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后，電網(wǎng)電壓容易發(fā)生波動，從而影響電氣設(shè)備的壽命，增加配電網(wǎng)的功率損耗。綜上所述，研究分布式發(fā)電的特點(diǎn)，找到一種合適的配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)策略是十分必要的。
近年來，大量分布式電源接入配電網(wǎng)，為配電網(wǎng)帶來了很多影響，主要表現(xiàn)在電壓波動、潮流流向、系統(tǒng)保護(hù)等方面，但與之相關(guān)的技術(shù)解決方案也正在開展研究。文獻(xiàn)[1]、[2]提出將串聯(lián)電容補(bǔ)償應(yīng)用到配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)中，當(dāng)電壓發(fā)生波動時(shí)，可檢測負(fù)荷側(cè)電壓，計(jì)算出需要的電容補(bǔ)償量，自動調(diào)節(jié)等效阻抗，從而穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。文獻(xiàn)[3]提出利用調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器(On-Load Tap Changer，OLTC)的分接頭來改善配電網(wǎng)電壓分布，在OLTC無法滿足的情況下，利用OLTC和靜止無功補(bǔ)償裝置(Static Var Compensator，SVC)復(fù)合式調(diào)節(jié)方式，來穩(wěn)定配電網(wǎng)電壓。文獻(xiàn)[4]提出一種晶閘管分級電壓調(diào)節(jié)器(Thyristor Voltage Regulator，TVR)，可以自動分級調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，并可以適應(yīng)潮流方向的變化。但是電容補(bǔ)償、OLTC、電壓調(diào)節(jié)器這幾種方法調(diào)節(jié)速率低，并且頻繁調(diào)節(jié)還會降低使用壽命，降低調(diào)節(jié)效率。
為了解決這些傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法的不足，近年來的研究表明將電池儲能系統(tǒng)(BESSs)運(yùn)用到配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)中有很好的應(yīng)用前景。文獻(xiàn)[5]從儲能系統(tǒng)對配電網(wǎng)電壓的改善作用方面考慮, 提出了集群電壓自治策略。在文獻(xiàn)[6]中，通過獲取電池單元的最佳位置、容量和額定功率，開發(fā)了一種包括風(fēng)電DG的有源配電網(wǎng)。電池同時(shí)針對多個(gè)對象進(jìn)行調(diào)度，即調(diào)峰、調(diào)壓和提高可靠性。文獻(xiàn)[7]研究了在主動配電網(wǎng)背景下的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置問題，建立了相應(yīng)的優(yōu)化配置模型，并提出了求解方法，發(fā)揮儲能系統(tǒng)對主動配電網(wǎng)的最大支撐作用。文獻(xiàn)[8]引入儲能裝置并利用充放電的特性對配電網(wǎng)電壓偏差指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，提出的配電網(wǎng)有功-無功協(xié)調(diào)優(yōu)化模型可有效地降低配電網(wǎng)電壓偏差。文獻(xiàn)[9]提出“削峰填谷”和“平滑負(fù)荷”兩種優(yōu)化目標(biāo)，針對這兩種優(yōu)化目標(biāo)，研究儲能系統(tǒng)配置的問題。文獻(xiàn)[10]介紹了一種電網(wǎng)規(guī)模的BESSs的運(yùn)行和控制方法，該系統(tǒng)旨在減輕光伏(PhotoVoltaic，PV)集成的負(fù)面影響，同時(shí)提高整體配電系統(tǒng)的效率和運(yùn)行。文獻(xiàn)[11]對帶有儲能系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電接入配電網(wǎng)產(chǎn)生的問題進(jìn)行了深入研究。文獻(xiàn)[12]建立了電池儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后的數(shù)學(xué)模型，研究了儲能容量配置和優(yōu)化問題。
本文基于前人研究所做的工作，提出了一種新的BESSs協(xié)調(diào)控制算法，通過多個(gè)BESSs的協(xié)調(diào)充放電，將電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓控制在允許范圍內(nèi)，降低了配電網(wǎng)電壓偏差帶來的不利影響。BESSs參與配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)這種方法響應(yīng)速度快，降低了配電網(wǎng)的電壓波動，提高了電能質(zhì)量。并且還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電荷狀態(tài)（SOC）來獲取電池的剩余容量大小，以此來調(diào)整充電還是放電，減少了電池組的充放電次數(shù)，提高了電池組的使用壽命。
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作者信息:
焦永斌，秦會斌，華詠竹，周繼軍
（杭州電子科技大學(xué) 新型電子器件與應(yīng)用研究所，浙江 杭州310018）