基于蓄电池储能系统的电网合环技术研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.10.005

摘要/Abstract

摘要：

电网合环操作对于实施定期检修和优化系统运行都具有重要作用。为了在电网相位差或压差过大等不具备合环条件的场合,实现不停电倒负荷、减少停电次数并降低对负荷的不良影响,提出利用储能系统提供过渡电能的方案,达到了保证电网供电连续性的目的,并实现了电网电压和频率调节,为进行不停电合环倒电操作提供了条件。研究了应用于电网合环的蓄电池储能系统拓扑结构,建立了储能系统的数学模型,形成多种工作模式的控制策略,并进行了仿真验证。仿真结果表明了所提技术方案的正确性和可行性。

关键词: 脉冲宽度调制, 合环, 储能, 蓄电池, 变换器

Abstract:

Grid loop closing operations are widely used in power systems,which can make it possible to do the power-grid maintenances and optimize the power system.However,the phases,frequencies and magnitudes of different power lines are not the same.As a result,the grid loop closing operation might cause accidents such as over current, which can lower the reliability of the system and deteriorate the stability.Moreover,in some cases,the grid loop closing operation is not reasonable because the voltages vary too much,which will lead to a power failure inevitably.In order to make the grid loop closing operation successful and improve the quality of the power supply,this paper proposed a topology based on the battery energy storage systems,which can provide power to the loads in the transient state.The model of the topology was established and the working schemes were analyzed.A control strategy in different stages was formed.The simulation results validate the proposed topology and schemes.

Key words: pulse width modulation (PWM), grid loop closing, energy storage, battery, converter

中图分类号:

TM731

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图/表 17

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参考文献 41

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序号	步骤
1	储能系统工作于模式一,从电网1吸收功率,将蓄电池充电直至充电完成
2	储能系统工作于模式二,根据式(7)和式(8)调节输出功率,与电网1共同向负载供电
3	电网1与负载解列,储能系统工作于模式三并单独向负载供电
4	储能系统工作于模式三并调节电压幅值和相位,实现近似与电网2电压、相位相同
5	储能系统与电网2共同向负载供电,储能系统工作于模式二并根据式(7)和式(8)调节输出功率
6	储能系统与负载解列,电网2单独向负载供电,合环过程结束

项目	数值
电网1电压相量	35 kV∠15°
电网1线路阻抗/Ω	0.1+3j
电网2电压相量	35 kV∠-15°
电网2线路阻抗/Ω	0.1+3j
负荷功率/MVA	44+5.5j
储能系统蓄电池电压/V	800
储能系统直流母线电容电压/V	1 000
蓄电池侧电感/mH	1
直流母线电容容值/F	0.69
变压器变比	1:60
变压器与线路折算到电网侧的等效阻抗/Ω	0.1+3

项目	数值
电网1功率/MVA	119.1 + 32.9j
电网2功率/MVA	-73.9 + 27.9j
负荷功率/MVA	44.0+ 5.5j
网损/MVA	1.2+55.3j