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东北电力大学陈厚合、姜涛、李国庆等:如何科学合理地在配电网中接入储能装置,提升配电网电压质量和运行经济性?

编辑:   发布时间:2019-04-01

    随着我国经济快速发展,电力用户用电量不断增加,对供电质量的要求也越来越高。由于我国配电系统建设水平相对于发、输电系统落后,导致配电网电压质量问题较为突出。

    传统针对电压质量改善措施,如新建或扩容配电设备等存在投资成本高、设备利用率低的不足。而储能装置能量响应速度快,具有“低储高发”的优点,可缓解用电高峰期供电紧张局面,同时亦能解决应用无功补偿装置时无法填补有功缺额的难题,可兼顾提高配电网供电能力,改善电压质量的作用。但储能装置接入位置、容量及运行调度策略对配电网电压质量具有较大影响,同时也直接影响到配电网运行的经济性,因此,研究储能装置的经济优化配置方案具有十分重要意义。

    本文结合储能装置运行特点,提出一种改善配电网电压质量的储能经济优化配置方法,与只考虑在固定时段恒功率充放电的储能配置方案相比,本文充分考虑了储能装置实时功率优化调度,建立了双层优化配置模型,上下层模型通过储能运行功率这一关键参数进行耦合,整体计算流程如图1所示。

    通过分支定界和序列二次规划法对模型进行求解,得出储能装置的最优接入位置和功率容量,并通过考虑储能实时功率调度(场景2)与不考虑实时调度(场景1)对比分析,得出负荷曲线如图2所示。曲线表明,场景2储能配置情形比场景1的效果更显著,相比于储能装置恒功率充放电策略,考虑实时功率的优化调度更有利于节能,进一步达到降低网损的目的。进一步,考虑负荷高峰期时有功负荷增大,系统有功容量不足,对比负荷高峰时、接入储能装置以及接入传统无功补偿装置3种情况下的电压情况,如图3所示。

 

    图3曲线表明,在配电网电压偏低问题主要由有功容量不足造成时,储能装置的接入可为高峰负荷时期的系统提供有功支撑,释放的有功功率对系统潮流起到整体调节作用,而传统无功补偿装置此时无法起到填补系统有功缺额的作用。因此在系统有功功率不足时,无功补偿装置对节点电压的改善效果不如储能装置。

后续研究方向

    储能装置的充放电策略对储能装置寿命有一定影响,后续将进一步研究如何改善储能装置的充放电策略,在兼顾储能装置使用寿命的同时,提升配电网电压质量和运行经济性。

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