改善配电网末端电压的分布式储能容量配置研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.10.010

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (10): 64-70.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.10.010

改善配电网末端电压的分布式储能容量配置研究

全慧, 杨水丽, 李相俊, 贾学翠, 马会萌

中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室,北京 100192

收稿日期:2020-05-29 出版日期:2020-10-30 发布日期:2020-11-24
作者简介:全慧(1992—),女,工程师,主要从事储能技术及电力系统研究。|杨水丽(1979—),女,高级工程师,主要从事规模化储能应用研究。|李相俊(1979—),男,教授级工程师,博士,主要从事大规模储能与分布式发电研究。
基金资助:
* 中国电力科学研究院有限公司青年基金项目“提高配电网末端供电能力的分布式储能优化配置与控制方法研究”(DG84-20-001)

Research on Distributed Energy Storage Capacity Configuration for Improving Voltage of Distribution Network

QUAN Hui, YANG Shuili, LI Xiangjun, JIA Xuecui, MA Huimeng

State Key Laboratory of Operation and Control of Renewable Energy & Storage Systems,China Electric Power Research Institute,Beijing 100192,China

Received:2020-05-29 Online:2020-10-30 Published:2020-11-24

摘要/Abstract

摘要：

针对农村电网结构薄弱、供电半径过长导致的末端台区低电压问题,利用合理配置分布式储能的解决方案已成为当前研究的热点。为解决常用的储能容量计算方法中存在的容量浪费及放电深度过大的问题,综合考虑优化配置与运行控制过程的交互制约作用,建立储能系统容量配置层与运行控制层耦合计算的双层嵌套模型,以配置层的储能容量作为系统运行的约束条件,同时依据控制层的储能出力情况构建容量修正环节,经交替迭代计算储能系统的最优容量。最后,以某地农网的实际运行数据为例进行仿真分析,案例表明所提方法可有效减小固定储能容量,降低初始投资成本,同时提高运行经济性,具有较强的实用性和推广价值。

关键词: 分布式储能, 低压配电网, 容量配置, 控制策略

Abstract:

In view of the low voltage problem of distribution network caused by the weak structure of rural power grid and long power supply radius,rationally configuring distributed energy storage has become a hot spot in current research.In order to solve the problems of capacity waste and excessive discharge depth in common calculation methods of energy storage capacity,this paper comprehensively considers the interaction between optimal configuration and operation control process,establishes a double-layer nested model for coupling calculation of energy storage system capacity configuration layer and operation control layer,takes the energy storage capacity of configuration layer as the constraint condition of system operation,and constructs a capacity correction link according to the energy storage output of control layer,and calculates the optimal capacity of energy storage system through alternate iteration.Finally,taking the actual operation data of a rural power grid as an example,the simulation analysis shows that the proposed method can effectively reduce the fixed energy storage capacity,reduce the initial investment cost,and improve the operation economy at the same time,which has strong practicability and popularization value.

Key words: distributed energy storage, low voltage distribution network, capacity configuration, control strategy

中图分类号:

TM732

全慧, 杨水丽, 李相俊, 贾学翠, 马会萌. 改善配电网末端电压的分布式储能容量配置研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 64-70.

QUAN Hui, YANG Shuili, LI Xiangjun, JIA Xuecui, MA Huimeng. Research on Distributed Energy Storage Capacity Configuration for Improving Voltage of Distribution Network[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 0(10): 64-70.

图/表 6

图1

图2

图3

表1

图4

图5

参考文献 14

[1]	陆立民, 褚国伟, 吴雅楠, 等. 储能参与电网电压调节研究综述[J].电器与能效管理技术, 2019(20):10-18.
[2]	王文彬, 伍小生, 朱傲, 等. 基于层次分析法的配电网“低电压”智能规划与综合治理评估技术研究及应用[J]. 电工技术学报, 2018,33(增刊2):596-607.
[3]	李建林, 马会萌, 袁晓冬, 等. 规模化分布式储能的关键应用技术研究综述[J]. 电网技术, 2017,41(10):3365-3375.
[4]	全慧, 李建林, 李蓓, 等. 配电网中分布式光伏能量渗透率的研究[J].电器与能效管理技术, 2018(15):58-62.
[5]	WANG L, LIANG D H, CROSSLAND A F, et al. Coordination of multiple energy storage units in a low-voltage distribution network[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2015,6(6):2906-2918. doi: 10.1109/TSG.2015.2452579
[6]	ZARRILLI D, GIANNITRAPANI A, PAOLETTI S, et al. Energy storage operation for voltage control in distribution networks:a receding horizon approach[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2018,26(2):599-609. doi: 10.1109/TCST.2017.2692719
[7]	桑丙玉, 王德顺, 杨波, 等. 平滑新能源输出波动的储能优化配置方法[J]. 中国电机工程学报, 2014,34(22):3700-3706. doi: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.22.015
[8]	LEE S J, KIM J H, KIM C H, et al. Coordinated control algorithm for distributed battery energy storage systems for mitigating voltage and frequency deviations[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2016,7(3):1713-1722. doi: 10.1109/TSG.2015.2429919
[9]	李相俊, 王上行, 惠东. 电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望[J]. 电网技术, 2017,41(10):3315-3325.
[10]	陶琼, 桑丙玉, 叶季蕾, 等. 高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法[J]. 高电压技术, 2016,42(7):2158-2165.
[11]	茆美琴, 刘云晖, 张榴晨, 等. 含高渗透率可再生能源的配电网广义储能优化配置[J]. 电力系统自动化, 2019,43(8):77-88.
[12]	方磊, 牛玉刚, 王思明, 等. 基于日前调度与实时控制的微网储能系统容量配置[J]. 电力系统保护与控制, 2018,46(23):102-110.
[13]	GIANNITRAPANI A, PAOLETTI S, VICINO A, et al. Optimal allocation of energy storage systems for voltage control in LV distribution networks[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2017,8(6):2859-2870. doi: 10.1109/TSG.2016.2602480
[14]	WANG Y, TAN K T, PENG X Y, et al. Coordinated control of distributed energy-storage systems for voltage regulation in distribution networks[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2016,31(3):1132-1141. doi: 10.1109/TPWRD.2015.2462723

储能布局点	容量	所属区域
南1#	0.25 MW/0.75 MWh	张李支
南39#	0.25 MW/0.75 MWh	张李支
北2#	0.075 MW/0.15 MWh	栗家支
北31#	0.075 MW/0.15 MWh	栗家支
北104#	0.1 MW/0.3 MWh	塘五干

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Research on Distributed Energy Storage Capacity Configuration for Improving Voltage of Distribution Network

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[1]	王瑶, 赵泽昆, 王福忠. 基于云模型的自动电压控制策略优化研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 7-11.
[2]	刘鑫, 牟龙华, 王俊凯. 下垂控制微电源的故障控制策略及等效模型^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 1-6.
[3]	刘梦轩, 范栋琦, 金成. 基于模块化多电平变换器的混合型电力电子变压器及其控制策略的研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 586(1): 64-70.