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2.2.2 实现分布式电源端节点电压控制
当分布式电源接入配电系统时,导致节点电压升高的关键是分布式电源改变了馈线中有功功率的流动方向.这个问题可以从系统层面,通过在配电馈线的关键节点处集中接入分布式电源加以解决.另一方面,更为有效的手段是将分布式电源直接与储能系统相配合,对分布式电源的端电压实现有效控制,在馈线中一定比例的分布式电源上采用这样的手段,完全可以克服馈线节点电压升高问题,且更易于电压调节问题的解决.同系统级或馈线级的解决方案不同,这样的解决方案不会随分布式电源的接入改变系统运行或控制策略,属于一种分散型“即插即用”式解决方案.文献[20]分析了澳大利亚一处低压配电网中,高渗透率接入屋顶光伏后,导致的系统电压抬升问题.通过在多个光伏并网点接入蓄电池,并采用基于SOC反馈的充放电策略,能有效缓解光伏对配电网电压的影响,其系统结构见图4.
2.2.3增强分布式电源的功率可调度性对于风电和光伏类的分布式电源,常常需要采用最大功率跟踪算法,以便尽可能充分地利用风能或太阳能.这将导致这类分布式电源的功率输出仅取决于自然条件(风力、光照强度),而不具备可调度性.将分布式电能存储系统与这类电源有效加以集成,对电网而言形成一个统一的单元,在充分利用可再生能源的同时,利用储能系统的充放电特性,实现在一定时间尺度(分钟—小时)上输出总功率的调节,进而使其具备一定程度的可调度性.当大量的分布式电源接入配电网时,这一点将变得十分重要.这将有助于对大量此类分布式电源的有效管理,在保证可再生能源充分利用的同时,从配电系统层面提高系统运行效率,增大系统的可控性.文献[21]介绍了日本Futamata风电场与兆瓦级钠硫电池储能电站的运行情况,该储能电站除平滑风电场输出的波动外,还能够使整个系统根据电网的调度指令输出功率,参与区域电网的调度.
2.3分布式电能存储系统在微电网中的应用
微电网是一个分布式电源与负荷的集成系统,具备较强的能量管理功能,既能并网运行也能孤岛运行,可有效提高分布式能源供电的效率和可靠性[22].在微电网中,储能系统是重要的功率调节设备,是实现微电网各种运行目标的关键.
2.3.1实现联络线功率控制
当微电网处于联网运行模式时,微电网内分布式电源与负荷的变化,将导致微电网与配电网间联络线功率的波动,进而会对配电网产生较大的影响.通过对微电网中分布式电能存储系统进行合理的控制,能够将联络线功率的波动水平控制在一定范围之内.此外,在这种运行模式下,通过给定微电网与配电网间的联络线功率,可以实现微电网的输出(或输入)功率调度,对配电网而言,微电网将成为一个可调度的电源(或负荷),可以利用微电网实现一些电网辅助服务功能,进而更多地发挥出微电网的技术优势.
2.3.2支撑系统电压与频率
当微电网处于孤岛运行模式时,分布式电能存储系统可作为微电网的主电源提供电压和频率支持,充分发挥储能系统快速响应的技术特点,实时平衡微电网中的功率波动,保证电压和频率在允许的运行范围内[24].另一方面,电能存储系统还可以在微电网运行模式切换时提供暂态功率支撑,确保微电网在并网模式与孤岛模式间切换时给用户负荷带来尽可能小的冲击,甚至完全消除暂态冲击影响,实现无缝切换.
2.4分布式电能存储系统在用户侧的应用
2.4.1发挥不间断电源作用
分布式电能存储系统由于具有快速响应能力,可以作为不间断电源(UPS),在停电时确保重要负荷供电,提高供电可靠性,这一模式已经获得广泛应用.
2.4.2实现需求侧响应
安装在社区、家庭及工商业用户侧的分布式电能存储系统,可用于参与需求侧响应.通过在电价低时充电,电价高时放电,帮助用户在不改变用电习惯的情况下进行错峰用电,从而降低购电费用.对于电网而言,这种错峰用电将会显著提高电网的资产利用率,延缓系统改扩建,降低系统损耗,因而具有多方面的经济性.由于目前大多数电能储存系统还比较昂贵,储能系统的这一应用还需要各种政策的支持,以体现出其多方面的经济效益.文献[26]提出一种基于需求侧响应的家用电池储能系统的调度策略,能够根据电价及配电网状态的变化,最大化用户与配电网运营商的收益,该策略在英国两处实际的低压配电网中进行了验证.
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