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面向可靠性提升的配电网分布式储能规划

面向可靠性提升的配电网分布式储能规

摘要:近年来,储能正以越来越高的频率出现在国家能源发展战略、互联网

+智慧能源、可再生能源等各类政策中。2020年1月,国家能源局、应急管理部、国家市场监督管理总局联合制定了《关于加强储能标准化工作的实施方案》,进

一步推动落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,促进储能在可再生

能源利用、电网可靠性、用电智能化、能源互联网等多方面的应用。基于此,对

面向可靠性提升的配电网分布式储能规划进行研究,仅供参考。

关键词:可靠性分析;模拟;分布式储能规划

引言

在产业结构调整的新形势下,配电网调峰负荷与调峰谷的差距不断扩大。与

此同时,根据中国对遵守碳排放和碳中性的愿景,配电网正面临新的要求,以适

应分散获取可再生能源的更高速度。配电网中分布式储能系统(DESS)的合理布局

已经成为实现电网精益投资的新途径。DESS的优点是块性能相对较小,对安装条

件的适应性强,双向调整响应快。这是配电网适应分布式能源广泛接入和优化网

络运行的关键措施,也对变电站和线路的调峰和优化潮流控制起到了积极作用。

1分布式形态配电网运行模式

未来配电网看作集中式结构和分布式结构并存或相互转化的形式,即呈现集

中-分布式形态。在分布式运行状态下,不强求各分布式单元完全实现自给自足,按照重要负荷优化供电、最大化供电以及就近原则进行负荷之间的取舍。对于电

源侧可控资源,微型燃气轮机为配电台区内的常规电源,分布式光伏和分布式风

电为台区内的新能源。微型燃气轮机属于完全可控的范畴。分布式光伏和分布式

风电由外部环境决定最大发电量,可控部分为发电设备上网功率。未来配电网的

理想状态是:在正常状态和紧急状态下,各分布式单元实现频率、功率相互支撑。

在严重故障时分解为多个能在短时间内独立自治的分布式单元。由于目前相关技

术限制以及减少投资冗余的考虑,系统以保障重要负荷供电为目标,根据故障发

生时的实际情况选取分解点。本文的研究重点在于未来配电网的体系架构以及规

划方法。

2分布式储能规划

为适应电网向高质量目标发展,分布式储能作为增强配电网灵活性、经济性

和可靠性的重要手段,逐渐引入到配电网中。采用改进benders分解算法,对分

布式电源、储能及配电网架进行经济性规划。从经济性指标、技术性指标(电压

偏移、分布式电源波动)角度,对分布式储能容量进行优化配置。提出了一种分

布式储能容量配置和有序布点的综合优化方法,上层对分布式储能容量进行优化,下层对分布式储能布点进行优化。但上述文献并未考虑到配网中设备故障对系统

可靠性的影响。针对高渗透率分布式电源接入下的配网进行“网-源-储”多目标

规划,以孤岛运行概率的形式考虑系统可靠性,采用增广e-约束法对DG运营商

和配网运营商的规划方案进行求解,但是在模型中未计及环网、开关动作及区域

内负荷削减等因素。以配网年缺电费用的方式,将可靠性目标转化为经济性成本,但模型中未计及分布式储能的影响。以经济性为优化目标、可靠性为约束条件,

分析了风-光-储容量配置结果对配电网可靠性的影响,由于分布式储能以微网的

形式接入配网中,因此孤岛模式下分布式储能的供电范围固定。采用混合整数规

划模型,提出了一种储能接入下动态孤岛划分策略,该模型建立为一个多时段优

化模型,对故障时间段内储能运行策略进行优化。现有研究中,大多数都是从经

济性角度对配电网分布式储能进行规划,考虑了可靠性指标,但是所建立的可靠

性计算模型较为简单,未计及环网、开关动作、最优负荷削减等因素的影响。同时,尽管表明不同位置和容量的分布式储能对配电网可靠性影响不同,但未进一

步研究如何在有限的资金建设范围内,对各储能配置节点的容量进行优化配置,

使得其对系统可靠性提升程度最大。综上所述,在配电网分布式储能可靠性规划

模型方面存在不足,尤其是针对以可靠性为目标的分布式储能规划研究较少。而

对于某些配网如海岛型配网由于其地理位置距离陆地较远,一旦海底电缆发生故障,在检修时间内将会导致长时间、大面积失电。因此,有必要在考虑经济性基

础上,建立以提升配网供电可靠性为目标的分布式储能规划方法。

3柔性建模方法

随着新型电力系统的建设,传统优化建模中采用刚性约束的局限性逐步凸显。当出现特殊情况以及故障时,部分配电线路和网络节点会出现过载和过电压的情形,系统调度人员会在规定时间内恢复该越限运行点至安全位置。因此,在规划

中可以考虑当地电网的实际情况,柔性化处理部分约束条件,实现可控资源调节。对电力系统原先数学模型的约束条件进行了柔性处理,柔性指数与柔性区间的设

置过于主观,约束条件处理较为随意,一定程度上违背了规划的安全技术导则。

将柔性建模分为被动柔性和主动柔性,被动柔性用于描述系统的柔性调节需求,

主动柔性用于描述系统的调节能力。根据各要素的区间建模可以对约束条件进行

改进。这种柔性处理方法是对被动要素不确定性的处理和主动要素可控性的最大

化利用,是本文柔性规划的基本思想,可用于改进传统的配电系统规划方法。对

系统中的被动不确定性要素,以柔性指数和柔性区间的形式进行统一建模,柔性

区间是被动性要素的误差最大波动范围,即负荷预测或者可再生能源出力预测的

最大波动范围,柔性指数是特定场景下合理的被动性要素误差波动系数,2项参

数是根据历史数据以及资金允许的经济情况决定的,被动柔性指数越大,意味着

要应对的系统不确定性越强。

4分布式发电技术

分布式发展实际上是一种简单而基本的发展方式。在实际发展期间,可以结

合多个模块,通过一系列活动完成电力生产。在这个过程中,发展也面临着严格

的要求。在我国部分地区的应用情况下,分布式发电技术应分析地区的实际情况,根据主要智能配电网技术合理调整城市配电网规划,确保电力生产在合理范围内,以满足实际电力需求。分布式生成系统规划。另外,分布式发电技术有很多优点,其中最重要的是可以整合各种模块,从根本上提高发电效率。在分布式发电模式

的具体建设过程中,有必要建立区域的实际情况,在此基础上制定以科学为基础

的安装方案。另外,分布式发电技术通过自我监控,可以为各种用户提供各种电

源设备,实现同步使用,智能监控和调整功耗。在实际调控期间,超额电力可以

通过系统重复使用。另外,利用新能源进行分布式能源发电,即分布式能源发电

技术是绿色能源技术应用的重要实施例。

结束语

目前电力系统正处于能源转型的关键时期。分布式电源相关技术的持续发展

与当前集中式的大电网结构并不契合,同时大电网面对小概率高风险(lowprobabilityhighimpact,LPHI)事件时保全负荷的应对能力有待进一步提升。微电网是主动配电网的支撑形式,却又相对独立。针对可再生能源高度渗透

的电力系统,提出了元胞电网(webofcells)的概念。在构建综合能源系统的背景下,电力物联网和坚强智能电网统一于能源互联网,深度交融。就结构特征而言,电力物联网是集中式结构形态电力系统代表。未来电力系统将由多个元胞组成,

发输配的界限不再明确,元胞是在一定的电力或地理边界范围内互联的分布式发

电机、储能单元及负荷的灵活组合。当前需要新形态的配电网结构,既发挥集中

式结构的规模经济效益,又借助分布式电源提高应对LPHI事件的能力。

参考文献

[1]程瑜,黄森,刘瑞丰.面向配电网设备利用率提升的分布式储能优化配置[J].智慧电力,2021,49(08):8-14+22.

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学,2021.

[4]汤易.面向配电网的分布式储能优化规划及经济性量化评估研究[D].浙江

大学,2020.

[5]刘亚斐.配电网中分布式储能优化配置及全寿命周期效益评估方法研究

[D].东南大学,2019.

储能系统解决方案

储能系统解决方案 一、发电侧解决方案 发电侧储能系统分为集中型和分散型,能够改善光伏、风电限发问题,提高经济性;减少瞬时功率变化率,减少电网冲击。 1、风电站储能解决方案 储能系统可对现有上网电价较高的风电电站进行改善,解决弃风现象,消除风电随机波动,提高风电电厂电能输出质量,可使风电成为可调度电力,并能参与调峰调频。 ·减少弃风,提高经济性。 ·平滑输出随机波动,提高电能质量。 ·提高功率预测精度,减少电网冲击。 ·风电场储能参与辅助服务。 2、火电站联合调频解决方案

储能系统具有反应迅速、精度高、调节准确等优点,配合火电站进行联合调频,可弥补火电机组速度慢、精度低、方向错(超调)的调频特性。 ·速度快 ·精度高 ·调节准 3、光伏电站储能解决方案 储能系统可对现有上网电价较高的光伏电站进行改善。解决光伏电站弃光现象,消除光伏随机波动,提高光伏电厂电能输出质量,可使光伏成为可调度电力,并能参与调峰调频等辅助服务。 ·减少弃光,提高经济性 ·提高功率预测精度,减少电网冲击 ·平滑功率随机波动,提高电能质量 ·光伏电站储能参与辅助服务

直线母线方案 交流母线方案二、电网侧储能解决方案

随着新能源大幅接入加剧发电侧不平衡且用户侧日峰谷差和季节峰谷差仍在加剧,电网侧储能作用更加凸显,电网侧储能是辅助服务的有效调节工具并可推动电力市场化和电力现货交易的进程。 1、电网储能解决方案 储能系统能够实现调峰调频控制,实时监测负荷波动,快速响应电网调度,提高电网频率稳定性。储能系统也能够根据电网功率因数变化,动态调整电网无功,减少系统损耗,保障电网可靠运行。·电力调频调峰 ·独立参与辅助服务 ·二次调频、有偿调峰、AVC、旋转备用、冷备用、黑启动 2、用户侧解决方案

配电网分布式电源规划研究及仿真分析

配电网分布式电源规划研究及仿真分析 随着能源需求的增长和可再生能源的普及,分布式电源规划成为了配电网重要的研究领域。本文将着重介绍分布式电源规划的目的、方法及仿真分析的应用。 一、分布式电源规划的目的 配电网作为向终端用户提供电能的重要组成部分,其可靠性和稳定性对社会和经济的正常运转至关重要。而分布式电源作为一种分散的、可再生的、高效的能源形式,其上网性能、调度能力在逐年得到提高,越来越多地应用于配电网中。 分布式电源规划的目的在于将分布式电源的优势最大化地发挥出来,同时确保电网的安全、稳定及优质供电。在实际应用中,分布式电源规划可以包括但不限于以下方面: (1)确定分布式电源的类型和容量,如太阳能、风能、储能、微型燃气轮机等。 (2)确定分布式电源的接入点和拓扑结构,包括电源到负荷 的电缆、开关、保护等装置。 (3)优化分布式电源的活跃度,保证分布式电源的分布均匀、调度灵活,并能够为电网提供应急支持。 (4)评估分布式电源的经济性,制定合理的收益机制和补贴 政策。

二、分布式电源规划的方法 分布式电源规划有多种方法,这里仅介绍两种常用的方法,即基于负荷的方法和基于图论的方法。 基于负荷的方法是指根据负荷需求、电网接入点和电缆容量等因素,计算得出最优的分布式电源接入容量和位置。该方法偏重于负荷侧的规划,但往往无法考虑分布式电源对电网稳定性的影响。 基于图论的方法则是利用图论原理,将电网抽象成节点和边的组合,以此寻找最优的分布式电源接入点和容量。该方法注重电网全局的联动性和系统整体性,能够有效提高电网的稳定性和可靠性。 三、仿真分析的应用 在分布式电源规划中,仿真分析是一种常用的手段。仿真分析可以通过计算机模拟,模拟出分布式电源接入配电网前后的情况,并通过分析结果,优化分布式电源接入策略。 仿真分析所采用的方法和软件工具不断发展和提高。如今,配电网仿真软件已经成熟,能够实现配电网建模、负荷预测、风、光、电存储仿真等多项功能。更为重要的是,仿真分析还能够对分布式电源接入过程中的各环节进行故障模拟和应急响应,进一步提高电网的可靠性和稳定性。

有源配电网中分布式电源接入与储能配置

有源配电网中分布式电源接入与储能配 置 摘要:含分布式电源的配电网,亦称之为“有源配电网(activeDistributednetwork,ADN)”,作为分布式能源利用的主要手段,对缓 解能源危机、优化能源结构、推动节能减排、调节电网负荷峰谷差、改善电能质 量具有重要意义。微网作为分布式电源接入电力系统的有效利用方式,能实现大 规模、多类型的新能源就地消纳和即插即用,正在成为有源配电网的关键一环。 当微网在配电网中大量存在并发展成多微网系统(微网群)后,可以通过寻求微网 之间的连接方案,即合理构建基于微网的有源配电网,构建新型有源智能配电网。 关键词:有源配电网;分布式电源;储能配置; 引言 在“双碳”背景下,规模化的分布式电源(Distributed Generation,DG) 开始大量接入配电网,配电网对分布式电源的消纳能力逐渐成为研究热点。分布 式电源接入配电网可起到改善能源利用结构、支撑节点电压与提升可靠性指标等 作用,但过多的分布式电源接入也会对系统的运行和控制产生影响,导致节点电 压越限,对系统稳定性造成影响。 1新型有源配电网基本特征 1.1网架有源化 随着配电网系统中分布式新能源发电占比不断提高,传统配电系统中供用电 环节角色界限逐渐模糊,配电网趋向有源化。鉴于有源配电网分布式新能源受制 于地理、季节和天气等因素影响,新型配电网系统规划和保护策略需要多种场景 考虑,并对新能源发电管理与控制提出更高要求。 1.2装备智能化

对配电网运行中产生的大量数据,进行收集、传输、储存和分析,利用大数 据技术为调度决策、运行维护和电力交易提供精准指导,实现系统运行可调控。 一则智能电力设备通过自我传感、告警和状态分析等功能发挥,体现本地计算能力;二则家用电器具备智能控制功能,在用户许可下,与电力系统实行良性互动,参与电网辅助业务。 2有源配电网方案设计的基本原则 1)电压等级。有源配电网电压等级的选择应按照安全性、灵活性、经济性 的原则,根据有源配电网中分布式电源和负荷的容量、并网线路载流量、大电网 中上级变压器及线路可接纳能力、地区配电网情况综合比选后确定。2)并网联 络线导线截面。有源配电网并网线路导线截面选择需根据所需交换的容量、并网 电压等级选取,并考虑有源配电网运行控制策略的影响等因素;导线截面一般按 持续极限输送容量选择。3)开关设备。并网开关置于连接有源配电网与大电网 间的公共连接点处。在发生大电网故障、电能质量等事件时,静态开关应该能自 动地将有源配电网切换到孤岛运行状态;此后,当上述事件消失时,它也应自动 实现有源配电网与大电网的重新连接。4)继电保护及自动装置。有源配电网继 电保护及安全自动装置配置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求,其 技术条件应符合现行国家标准GB/T14285—2006《继电保护和安全自动装置技术 规程》、DL/T584—2017《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》和 GB50054—2011《低压配电设计规范》的要求。 3方案设计 3.1增强有源配网主动调节能力 一是优化无功补偿降低降损。衢州公司推进分布式无功补偿装置及控制系统 示范工程的建设,通过协调优化控制单元及4G/5G通信技术交互信息技术优化电 容器组的投切,达到配电网总损耗最小的目标。在嘉兴、宁波地区试点分布式电 源高渗透率配电网“网”侧、“源”侧的无功设备优化控制,推动分布式光伏电 站分别接入配网AVC及地调主站AVC的优化协调控制,提升配电网电压合格率及 经济运行水平。二是推进省地可调资源协同控制。实现省地两级调度协同控制功

分布式电源接入对配电网影响及策略研究

分布式电源接入对配电网影响及策略研究 一、引言 随着清洁能源的快速发展和能源转型的需求,分布式电源作为一种新兴的电力供给方式,正在逐渐成为能源行业的热点。分布式电源接入配电网不仅可以提高电网的容量和可靠性,还可以减少电力输送损耗,实现资源共享和低碳环保等目标。因此,研究分布式电源接入对配电网的影响及相应的策略具有重要的理论和实践意义。 二、分布式电源接入对配电网的影响 1.电网供电可靠性提高:分布式电源接入后,电网的供电点变得更加丰富和分散,减少了供电单一节点失效造成的故障范围,从而提高了供电可靠性。 2.电网容量增加:分布式电源的接入可以使配电网的传输容量增加,提高了电网的承载能力,在高负荷时期能够更好地保障供电质量。 3.输电损耗降低:传统的中央发电方式需要输送电力到远距离使用地点,存在较大的输电损耗。而分布式电源接入配电网后,能够减少输电过程中的损耗,提高电能利用效率。 4.节约建设成本:传统的大型发电站需要进行大规模的建设与投资,而分布式电源具有灵活性和可扩展性,可以根据实际需求分布布设,从而节约了建设成本。 三、配电网改造策略

1.网络规划优化:为了更好地接纳分布式电源,配电网的规划需要进行调整和优化。需要对配电站的位置、容量和布局进行评估和调整,以适应分布式电源的接入需求。 2.储能技术应用:分布式电源接入配电网后,由于其不稳定性和波动性较高,可能会对配电网造成一定的影响。因此,引入储能技术可以平衡供需之间的差异,提高电网的稳定性和可靠性。 3.智能微网建设:智能微网是一种能够独立运行的小型电力系统,可以实现局部供电和互联互通。通过建设智能微网,可以实现分布式电源的自动接入和管理,提高能源的局部利用效率。 4.法规政策支持:为了鼓励分布式电源接入配电网,需要制定相关的法规政策支持措施。包括给予分布式发电的减税优惠、补贴政策和购电优惠等,以推动分布式电源行业的发展。 四、结论 分布式电源接入对配电网具有积极的影响,可以提高电网的供电可靠性、传输容量和能源利用效率,减少电力输送损耗,节约建设成本。为了更好地接纳分布式电源,需要进行配电网的改造和优化,包括网络规划优化、储能技术应用、智能微网建设和法规政策支持等方面的策略。分布式电源接入对配电网的影响及策略研究具有重要的应用价值,为推进能源转型和可持续发展提供了理论支持和实践指导。

提高配电网可靠性的措施

提高配电网可靠性的措施 提高配电网可靠性的方法一般有提高配电网的硬件设施和软件匹配两种方法。提高配电网的硬件设施通常是对配电线路及组成配电网的体统元件开展更新换代;对软件的升级主要是对配电可靠性的平复算法和控制算法开展改良,同时也包括系统的管理理念和方式的升级。 1.硬件措施 (1)改善配电网的电源及其输电方式。通过提高电源的可靠性,减少电源对配电网可靠性的影响。常见的措施有:增加导线的截面,提高线路的输送量;实行分段控制,增加变电站之间的联络线,提高变电站负荷的转供能力,从而到达减少停电提高配电网可靠性的目的;缩短十千伏线的供电半径(常用的方式是增设十千付开关所或增加十千付的出线回路)。 (2)提高配电网的运行灵活性,改善配电网的网络构造。对重要的线路采用双回路供电,提高其输送能力;增加主干线路开关,架设分支,尽可能减小停电范围;实现供电线路的网络化构造布局。 (3)提高电网的装备水平。降低设备的故障发生率,积极采用最新的技术、设备,减少因设备老化、过期、损害等问题造成的不必要停电。 (4)提高配电网的自动化水平。配电网自动化装置可以检测配电网的实时状态、设备的运行状况、负荷情况等配电信息,及时的发现故障,并开展故障定位和故障点隔离、供电网络重构等一

些列动作,对于供电企业及时应对故障具有非常重要的意义。 (5)加强配电网的防护措施。气候因素是影响配电可靠性的一个重要部分。提高配电网可靠性必须加强配电网应对极端条件(如雷击)的能力。雷击是造成供电中断的一大原因,降低雷电对配电网的威胁必须提高线路的耐雷水平,使用更高级的绝缘子,对配电线路的绝缘弱点加装避雷装置。 (6)在配电网中加装分布式电源 所谓的分布式电源是指,为满足某些终端用户的需求,电力部门在用户的附近安装的小型的发电装置或发电与储能的联合系统。利用风能、太阳能、可燃垃圾、天然气等清洁能源开展发电的形式都可以称之为分布式发电。因此,从能量来源上讲,分布式发电技术是一种可以利用多重能源的新型的清洁发电技术。通常,分布式电源的规模不大,发电量在几十千万到几十兆瓦之间。 分布式电源在配电网中可以起到两个作用:一是提高配电网的可靠性;二是作为作为备用能源。分布式电源对环境的危害小,同时能够很好的完善配电网的缺陷。分布式电源的推广应该是未来提高配电网可靠性的一种重要手段。 2,软件措施 随着配电系统自动化、信息化程度的提高,以及分布式电源的发展,采用传统的评估方式对配电可靠性开展评估就显路后。因此,要提高配电网的可靠性不仅要注重硬件系统的更新,还要注意可靠性评估方式的升级。 (1)贝叶斯网络评估法与安全系统中常用的故障树分析法相似,贝叶斯网络评估法不仅可以计算出配电网单个部件或局部体统对整体可靠性的影响程度,并且能够估算整个电力系统的可靠

园区配电网规划设计需考量储能、分布式电源 储能将搭乘增量配电网快车

园区配电网规划设计需考量储能、分布式电源储能将搭乘增量配电网快车 近日,海南首个微电网增量配电网试点项目并网送电投运,增量配电业务试点是新一轮电力体制改革向社会释放的红利。近期中电联发布的智能园区配电网规划设计技术导则(征求意见稿)中,从多个维度要求园区配电网需考量配置分布式能源、储能设备以及电动汽车充电装置。用户侧储能是否能伴随增量配电业务快速发展?什么是增量配电增量配电网在目前阶段是指以工业园区(经济开发区)为主的局域电网,其电压等级可以是110kV或220(330)kV及以下,重点在于其与电网公司控制或参与运营的电网相区分、允许社会资本进入,以混合所有制方式参股或者控股运营的配电网。其高明之处在于,在不调整存量电力市场利益的同时,放开增量配网投资主体、供区范围,通过增量配网改革倒逼存量电力市场改革。在《有序放开配电网业务管理办法》中提出,除电网企业存量资产外,其他企业投资、建设和运营的存量配电网视为增量配网。意味着已经拥有配电网存量资产绝对控股权的公司可以成为增量配网运营商,包括高新产业园区、经济技术开发区、地方电网、趸售县等。在“管住中间、放开两头”的改革思路下,增量配售电主体的参与将改变电力市场交易秩序,一方面打破电网垄断格局,分享电力工业红利,另一方面可以一定程度降低园区用电成本(地方政府、工商业用户积极参与的动因之一)。增量配电网由于供电服务模式多样,除常规的智能化规划外,当增量配网业务有用户需求响应、智能用电管理、节能服务、综合用能等其它增值服务

需求时需考虑相适应的智能化规划要求。西宁(国家级)经济开发区甘河工业园区为例,据测算,新增配电网项目实施后,每年可为财政补贴减负0.72亿元,为电网企业减负0.84亿元,政府财政及电网企业可新增收益0.69亿元,同时为园区企业让利0.08元/kW˙h,将有效地帮扶企业实现降本增效的目的。储能在增量配电网中的作用增量配网作为社会资本投资的电网资产,理论上应该不低于甚至略高于省级电网的投资收益率,这样才能吸引社会资本参与增量配网的投资。增量配电网规划范围较传统配电网规模小些,动因是降低园区的用电成本,同时需要重点考虑投资回报和营收问题。因此规划的科学性和精确性要比传统配电网要高些,无论从负荷预测、网架布局、配电网建设项目安排、园区管廊建设、电动汽车、分布式电源接入都需要更为精准。另外投资主体更为多元,需要体现各投资主体的利益,传统配电网规划可以规划指导计划、计划指导建设,而增量配电网规划需要规划指导建设,建设时序更具确定性。其中储能在增量低压配电网中的主要应用场景如下:一、需求侧管理电力系统的需求侧管理会采用合适的手段引导最终用户改变能源使用模式。储能作为一种能力存储设备,改变了用电需求和发电的同时性要求,成为辅助需求侧管理的有效技术手段。另一方面,需求侧管理也可降低用于改善电能质量所需的储能系统容量。二、紧急备用紧急备用的典型应用是不间断电源。当电网发生故障且分布式发电装置不能正常供电时(如:利用太阳能发电的夜间、风力发电在无风时、或其他类型DG处于检修期间等),储能系统可作为向用户提供电力。储能系统的容量配置主要取决于负

面向可靠性提升的配电网分布式储能规划

面向可靠性提升的配电网分布式储能规 划 摘要:近年来,储能正以越来越高的频率出现在国家能源发展战略、互联网 +智慧能源、可再生能源等各类政策中。2020年1月,国家能源局、应急管理部、国家市场监督管理总局联合制定了《关于加强储能标准化工作的实施方案》,进 一步推动落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,促进储能在可再生 能源利用、电网可靠性、用电智能化、能源互联网等多方面的应用。基于此,对 面向可靠性提升的配电网分布式储能规划进行研究,仅供参考。 关键词:可靠性分析;模拟;分布式储能规划 引言 在产业结构调整的新形势下,配电网调峰负荷与调峰谷的差距不断扩大。与 此同时,根据中国对遵守碳排放和碳中性的愿景,配电网正面临新的要求,以适 应分散获取可再生能源的更高速度。配电网中分布式储能系统(DESS)的合理布局 已经成为实现电网精益投资的新途径。DESS的优点是块性能相对较小,对安装条 件的适应性强,双向调整响应快。这是配电网适应分布式能源广泛接入和优化网 络运行的关键措施,也对变电站和线路的调峰和优化潮流控制起到了积极作用。 1分布式形态配电网运行模式 未来配电网看作集中式结构和分布式结构并存或相互转化的形式,即呈现集 中-分布式形态。在分布式运行状态下,不强求各分布式单元完全实现自给自足,按照重要负荷优化供电、最大化供电以及就近原则进行负荷之间的取舍。对于电 源侧可控资源,微型燃气轮机为配电台区内的常规电源,分布式光伏和分布式风 电为台区内的新能源。微型燃气轮机属于完全可控的范畴。分布式光伏和分布式 风电由外部环境决定最大发电量,可控部分为发电设备上网功率。未来配电网的 理想状态是:在正常状态和紧急状态下,各分布式单元实现频率、功率相互支撑。

主动配电网分布式储能优化配置方法研究

主动配电网分布式储能优化配置方法研究 近年来,随着我国的综合实力的不断增强,电力工程的发展也突飞猛进。配电系统作为未来电网的重要组成部分,正在不断完善,并逐步发展成为主动配电网。配电系统中的分布式发电系统、本地存储系统和响应负载严重影响了电网规划和调度过程。 标签:主动配电网;分布式储能;优化配置方法研究 引言 根据风光自然特点搭建DG数学模型,建立DG稳态运行的出力场景。从储能规划建设投资视角,以最大化新增储能年均收益为目标函数,考虑配电网潮流、DG、储能三方约束条件,建立储能优化配置模型并用遗传算法进行求解,遗传算法内部使用前推回代法进行潮流计算。对含多分布式电源的40节点配电网系统进行测试计算,验证了本文所设计方法的准确性,并分析了分布式电源额定功率变化及电压等因素对储能配置的影响,为系统规划和建设提供了新的思路。 1主动配电网的概念及特征 1.1主动配电网的概念 在“主动配电网的运行与发展”这个研究报告中指出,主动配电网就是通过使用灵活的网络技术拓扑来进行管理潮流,以达到对局部范围内分布式能源进行主动控制和管理的实际配电系统。在分布式能源的界定上,主要有分布式发电、电储能和可控负荷等。但在实际的发展过程中,由于缺乏核心运算工具,除了少数国家以外,大部分国家都没有把ADS规划进配电网和作为运行的必要内容,而且在主动管理和控制方面,现在仍然处于最初级的实用阶段。 1.2主动配电网的特征 在分布式新型能源进行大规模的接入配电网后,主要是以新能源、主动配电网、用电负荷这三个方面为主的结构特征的新配电技术。同传统配电的不同之处在于,新技术能够自主地对分布式方面的性能上进行预测与分析,并对可控的一些分布式资源实行管理与控制,以减少或清除能源的不确定性给电网带来的问題。在实际使用方面具有三个特征:一是分布式资源的可控性;二是在可控能力上较为突出和完善;三是能够通过控制中心进行协调化管理;四是在网络拓扑的结构方面可进行灵活调节。主动配电网具有可控性和可观性,以充分体现这方面的主动性。在可观性方面的主要体现是可以做到监测主网以及配电网与用户方面的负荷同分布式电源的主要运行状态,在这种情况下来预测其发展状态,并合理提出相应的优化控制方法;在可控性方面的主要体现是在分布式电源、负荷以及储能等的控制灵活性方面,当制定出优化协调方面的策略后,就可以利用控制中心来进行执行。在主动性方面的主要体现是在预判能力上能够及时判断不安全问

新型电力系统下分布式储能应用场景与优化配置

新型电力系统下分布式储能应用场景与 优化配置 摘要:分布式可再生能源发电是基于风、光等新能源的分布式发电,具有建设周期短、应用场景多、环境负效应低、技术成熟度高等优势,发展前景广阔。2022年前三季度,分布式光伏新增装机超过全国光伏新增装机的2/3,成为装机增长最快的可再生能源发电类型,这意味着“分布式光伏推进”模式在全国范围内铺开,高比例清洁能源占比逐步提高,分布式配储能的应用前景逐渐体现,因此分布式储能的规划部署作为分布式储能工程合理性应用的前提至关重要。基于此,对电力系统下分布式储能应用场景与优化配置进行研究,以供参考。 关键词:新型电力系统;分布式能源;分布式储能 引言 在“双碳”目标下,新能源渗透率不断提高从而增加了电网压力,而分布式储能系统由于具有削峰填谷、提高能源利用率和改善电能质量等优势,可消纳新能源发电带来的电网压力,被认为是一种有效的能源管理,并已逐渐成为现代化电力系统的重要组成部分,而依靠本地系统难以满足储能应用场景需求,因此,以“互联网+”为手段,对分布式储能资源实现智能化管理,将促进分布式储能的灵活调控和高效利用。 1基于友好互动的分布式储能系统模型 储能主要用于减小分布式能源的波动性,削减峰谷负荷差,其本质是在时序上或空间上对能源供需进行调整。考虑到分布式储能成本、容量及地理位置的约束,储能设备配置在分散布局的分布式电源附近,但不同位置的储能可以相互传递信息进行友好互动。换言之,不同的储能集中统一调度,是从含高比例分布式光伏的配电网总体利益进行考虑。进行调度的储能是在满足本地负荷需求或平抑分布式光伏波动性需求后,对于冗余的充放电容量再进行友好调控。因此,在运

分布式储能系统接入配电网设计规范-条文说明

中华人民共和国能源行业标准 分布式储能系统接入配电网设计规范 条文说明

制订说明 《分布式储能系统接入配电网设计规范》,经住房和城乡建设部2017年*月*日以第**号公告发布。 本规范编制过程中,编制组大量收集了国内外分布式储能系统接入系统设计相关行业文献资料,在编制过程中充分调查研究并广泛征求意见,总结了我国分布式储能系统接入配电网设计技术方面的科研成果和先进经验,同时参考了国外先进技术标准。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能够准确理解和执行条文规定,编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

目次 1总则 (4) 3基本规定 (5) 4接入系统条件 (5) 4.1 一般规定 (5) 4.2 储能系统概述 (5) 4.3 接入公共配电网现况 (5) 4.4 公共配电网发展规划 (5) 5一次系统设计 (5) 5.1 一般规定 (5) 5.2 建设的必要性及其在配电网中的地位和作用 (6) 5.3 接入配电网电压等级 (6) 5.4 潮流计算 (6) 5.5 短路电流计算 (6) 6 二次系统设计 (6) 6.1继电保护和安全自动装置 (6) 6.2 通信和自动化 (7) 6.3 电能计量 (7)

1总则 1.0.1 本条为制定本规范的目的。分布式储能系统接入配电网有利于降低负荷峰谷差、消除新能源波动、提高供电设备利用率、提升供电可靠性和改善电能质量。为了促进分布式储能系统顺利接入配电网,保障储能系统接入后的安全可靠运行,需要对分布式储能系统接入配电网统进行规范化设计。 1.0.2 规定了本规范的适用范围。本规范适用于通过35kV及以下电压等级接入电网的新建、改建和扩建分布式储能系统。

智能配电网中分布式储能布局优化配置措施

智能配电网中分布式储能布局优化配置 措施 摘要:对于电能质量需要改善的配网台区及对电能质量要求较高且峰谷价差 较大的电力用户,建设分布式储能电站在经济上可以实现微利,同时可以直接提 升配电台区电能质量水平。目前,分布式通信网络技术的成熟,对实现分布式优 化与控制技术具有积极的意义。随着理论与研究技术的深入与进步,为分布式架 构在智能配电网信息系统中的有效应用奠定了基础。智能配电网智能化的完善与 优化,不仅能够有效提升设备的利用效率,还有助于提升配电网安全性与稳定性。 关键词:智能配电网;分布式储能;储能布局 引言: 随着经济发展和居民生活水平的提高,特别是空调负荷的急剧增长,不少地 区在夏季和冬季用电高峰时出现电力供应短缺状况。在峰谷差率较大的电网中, 负荷低谷时充电,在负荷高峰时放电,可有效地减小负荷的峰谷差,起到提升电 能质量、调节电力供需平衡、削峰填谷的作用。电化学储能主要分为电源侧储能 电站、电网侧储能电站和配网分布式储能电站三种类型。其中配网分布式储能电 站可分为固定式储能电站和移动式储能电站。固定式储能电站分为用户分布式储 能电站和台区分布式储能电站。用户分布式储能侧重于利用分时电价获取收益, 在电网负荷低谷时段(电价低)充电,在电网负荷尖峰时段(电价高)放电,从而获 取经济利益。同时还有助于减小电网负荷的峰谷差值,起到电网削峰填谷的作用。移动式储能电站有专用的移动储能电站(车)和利用电动汽车电池作为储能电池的 移动储能电站,移动式储能电站主要作为应急电源或保障电源使用,替代以往的 柴油应急电源车。本文就此展开了相关探究。 1智能配电网构成概述

目前,社会主义市场经济高速发展,配电网在客户和电力系统相互间起到了 润滑作用。智能配电网的投入应用更有利于确保电压平稳运转,电气设施在用电 峰值时不会被轻易损坏。而智能配电网构成如下。首先,配电网主体部分,具体 由配电网和变电站组成;其次,配电网运转枢纽,具体由微电网、开关和环形电 路组成;最后,配电网终端,具体由配电设施、全世界定位体系、通信网络和智 能终端等组成,借助配电网终端可让客户关联配电系统。 2配网分布式储能电站应用场景 配网分布式储能电站与电网侧储能电站同样具有削峰填谷、调峰调频的作用,此外配网分布式储能在提升用户电能质量方面具有独特作用。 1)参与电力辅助服务市场交易,保障电网安全、稳定、经济运行电力用户按 照约定,在电力系统供电负荷高峰时段自愿削减、暂停用电需求或者将高峰时段 用电需求转移到全社会用电需求低谷时段,并获得相应补偿。 2)提升配电变压器容量,避免压减用户电力负荷在配电台区负荷高峰时,配 电变压器容量不满足负荷需求,为保障配电变压器的安全运行,必须限制电力用 户负荷。台区分布式储能电站可以在负荷较低时进行充电,在负荷高峰时放电, 在一定程度上避免了配电变压器在负荷高峰时过载运行,保证了配电变压器的安 全运行和电力用户持续可靠供电,同时也增加了供电量。 3)作为应急电源,避免用户短时停电在电网事故或短时检修时,可以利用固 定式台区储能电站或移动式储能电源车提供临时电源,保障电力用户持续供电。 4)在台区电压质量不满足要求时,提升用户电压质量对于负荷变化较大的用户,配电台区难以保障用户电压持续在标准允许范围内,通常表现为在负荷低时 过电压,负荷高时低电压[1]。台区分布式储能电站可以通过对充放电的控制,实 现台区电压的稳定控制,确保台区电压在标准允许范围内,改善电力用户的电压 质量。 5)在台区三相负荷不平衡时,调节配电变压器三相负荷配电台区三相负荷不 平衡,会出现配电变压器某相过载、其他相轻载的现象,造成配电变压器无法按

智能配电网技术的配电网规划研究

智能配电网技术的配电网规划研究 1. 引言 1.1 智能配电网技术的意义 智能配电网技术是随着信息技术和通信技术的发展而兴起的一种 新型配电网技术,它通过智能化的设备和系统实现对电力系统的监测、控制和管理,能够提高配电网的运行效率、可靠性和供电质量,降低 能源消耗和环境污染。智能配电网技术的意义主要有以下几个方面: 1. 提高能源利用效率:智能配电网技术可以实现对电力系统运行 状态的实时监测和调控,优化电力系统的供需匹配,有效减少电能的 浪费,提高能源利用效率。 2. 提高配电网的可靠性:智能配电网技术可以实现对配电设备和 线路的远程监测和故障诊断,及时发现和排除潜在故障风险,提高配 电网的可靠性和稳定性。 3. 促进新能源接入:随着新能源的快速发展,智能配电网技术可 以实现对分布式能源的有效管理和协调,促进新能源的大规模接入和 利用,推动清洁能源的发展。 4. 改善电力质量:智能配电网技术可以实现对电力质量的实时监 测和调控,保障用户的用电安全和稳定,提高电力供应的质量和稳定性。

智能配电网技术对于推动电力系统的升级和优化具有重要意义, 将为我国电力系统的健康发展和可持续发展提供强有力的支撑。 1.2 研究背景 随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,能源消耗 也不断增加。传统的电力系统已经难以满足快速增长的能源需求,同 时环境污染和能源安全等问题也日益凸显。如何提高电力系统的效率 和稳定性,降低能源浪费,成为当前面临的重要问题。 智能配电网技术作为新一代电力系统的重要组成部分,具有很大 的发展潜力。智能配电网技术以大数据、人工智能、互联网等新兴技 术为支撑,实现了对电力系统中各种信息的实时监测、分析和控制, 能够更好地应对电力系统中出现的各种问题。 我国在智能配电网技术领域的研究和应用仍处于起步阶段。配电 网规划是智能配电网技术的关键环节之一,是实现智能配电网技术应 用的基础。开展智能配电网技术在配电网规划中的研究具有重要的现 实意义和发展价值。通过深入探讨智能配电网技术在配电网规划中的 应用,可以为提高我国电力系统的运行效率和可靠性提供重要的理论 支持和技术指导。 1.3 研究目的 研究目的是为了深入探讨智能配电网技术在配电网规划中的应用,分析其对配电网规划的重要意义和推动作用。通过研究智能配电网技 术的关键技术和发展趋势,探讨如何更好地利用这些技术来优化配电

发展分布式储能提高配网电能质量

发展分布式储能提高配网电能质量 随着分布式新能源渗透率的逐步提高,加上各类非线性、冲击性负荷的接入,敏感负载对供电可靠性和电能质量提出了越来越高的要求,电能质量问题受到越来越多的关注。储能作为有功功率存储的介质,可以有效平衡配网有功功率,很大程度上解决新能源发电的随机性、波动性问题,可以实现新能源发电的平滑输出,能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,提高配网电能质量。从技术上来说,对于目前储能技术发展水平而言,实现在电力系统的大规模应用中期望储能效率大于95%,充放电循环寿命超过1万次,储能系统规模可达到1万千瓦时以上,并具有较高的安全性。但是目前各种储能技术均具有短板,距期望值有一定差距,其中锂电池与应用指标差距最大的是寿命和成本,液流电池与应用指标差距最大的是效率和成本。从成本上来说,得益于技术进步,成本降低。比如锂离子电池价格在每千瓦时0.78元,铅碳电池价格在每千瓦时0.45元,而以江苏为例工业负荷峰谷电价差为每千瓦时0.0052元。在目前无补贴的情况下,储能在峰谷价差套利、辅助服务市场及可再生能源限电解决方案上已实现有条件的商业化运行。从应用上来说,在各储能类型中,电化学储能项目占比最大,为重点攻关方向,其中锂离子电池的项目数占比、装机容量占比最大,增长幅度也最大。从政策上来说,2016年之前储能政策相对模糊,散落在现有能源政策中,缺乏概括性高的规划,针对性强的财税与价格补贴。而2017年3月颁布的储能技术与产业发展的指导意见首次明确了储能在我国能源产业中的战略定

位。未来随着技术的突破和成本的降低,储能的应用将更加广泛。一是能提高客户供电可靠性:减少或避免供电不足所带来的经济损失,尤其是对如电信部门、医院、机场、市电供应紧张的中大型企业等重要电力客户。二是节省电量电费支出:分时电价情况下,客户侧配置储能后,以在用电低谷期即电费比较低时,对储能进行充电;在用电高峰期,储能放电自供,减少高价电的购入量,从而可以减少客户购电费用。三是减少配电容量专配容量投资:大、中型电力客户的负荷一般存在着峰谷差,这些客户的专用配电站容量一般由客户的最大负荷需求量来确定。这些客户配置储能后,可以减少用电高峰期从电网获取的功率。四是减少容量电费支出:在两部制电价机制下,客户侧储能可以减少配电容量,即降低了客户的最大容量,每月所需交纳的容量电费也减少。五是提高电能质量水平:对工业客户,不同的电力客户针对自身的负荷特性会选择不同的改善电能质量装置,储能可以通过电力电子器件的控制,利用储能冗余容量治理生产过程中出现的功率因数低、电压不平衡等电能质量问题。尤其是电能质量领域,如何有效地治理配网电能质量,成为提高配网可靠、安全运行性能以及推动主动配电网技术应用发展的关键。利用储能装置提供快速功率缓冲,可以稳定、平滑电网电压和频率波动,很好地解决由分布式电源及配网自身运行特点产生的电压骤降、电压跌落等电能质量问题。储能未来应用前景依旧十分广阔,目前储能产业目前仍受到成本和政策的限制。对于电能质量领域来说,新能源大量接入配网后许多新的电能质量问题亟待解决,尤其是很多电能质量暂态问题也有待解决。储

国家发展改革委、国家能源局关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见

国家发展改革委、国家能源局关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见 文章属性 •【制定机关】国家发展和改革委员会,国家能源局 •【公布日期】2024.01.27 •【文号】 •【施行日期】2024.01.27 •【效力等级】部门规范性文件 •【时效性】现行有效 •【主题分类】电力及电力工业 正文 国家发展改革委国家能源局 关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意 见 各省、自治区、直辖市发展改革委、能源局,北京市城管委,天津市、辽宁省、上海市、重庆市、四川省、甘肃省工信厅(经信委),中国核工业集团有限公司、国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、中国华能集团有限公司、中国大唐集团有限公司、中国华电集团有限公司、国家电力投资集团有限公司、中国长江三峡集团有限公司、国家能源投资集团有限责任公司、华润集团有限公司、国家开发投资集团有限公司、中国广核集团有限公司: 电网调峰、储能和智能化调度能力建设是提升电力系统调节能力的主要举措,是推动新能源大规模高比例发展的关键支撑,是构建新型电力系统的重要内容。为更好统筹发展和安全,保障电力安全稳定供应,推动能源电力清洁低碳转型,现就加强电网调峰、储能和智能化调度能力建设提出如下意见。 一、总体要求

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻落实党的二十大精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,着力推动高质量发展,统筹发展和安全,深入推进能源革命,统筹优化布局建设和用好电力系统调峰资源,推动电源侧、电网侧、负荷侧储能规模化高质量发展,建设灵活智能的电网调度体系,形成与新能源发展相适应的电力系统调节能力,支撑建设新型电力系统,促进能源清洁低碳转型,确保能源电力安全稳定供应。 ——问题导向,系统谋划。聚焦电力系统调节能力不足的关键问题,坚持全国一盘棋,推动规划、建设、运行各环节协同发展,推动技术、管理、政策、机制各方面协同发力,充分发挥源网荷储各类调节资源作用。 ——市场主导,政策支持。充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,完善体现灵活调节价值的市场体系和价格机制,充分调动各类主体建设调节能力的积极性。 ——因地制宜,科学配置。综合考虑各地资源条件、源网结构、负荷特性、承受能力等因素,结合实际推动各类调节资源合理配置和优化组合,保障新能源合理消纳利用。 ——坚守底线,安全充裕。坚持底线思维、极限思维,坚持安全第一、先立后破,动态研判电力系统对调节能力的需求,适度加快调峰、储能及智能化调度能力建设,推动电力系统调节能力保持合理裕度,增强极端情况防范应对能力,确保电力系统安全稳定运行。 到2027年,电力系统调节能力显著提升,抽水蓄能电站投运规模达到8000万千瓦以上,需求侧响应能力达到最大负荷的5%以上,保障新型储能市场化发展的政策体系基本建成,适应新型电力系统的智能化调度体系逐步形成,支撑全国新能源发电量占比达到20%以上、新能源利用率保持在合理水平,保障电力供需平衡和系统安全稳定运行。

分布式储能在电力系统的应用及现状解析

分布式储能在电力系统的应用及现状解析 摘要:近年来,随着储能技术经济性的不断提升,储能在可再生能源发电、智 能电网、能源互联网建设中的作用日益凸显,我国也相继出台政策鼓励储能技术 的建设与应用。根据接入方式及应用场景的不同,储能系统的应用主要包含集中 式与分布式两种形式。集中式应用的储能系统一般在同一并网点集中接入,目前,在大规模可再生能源发电并网、电网辅助服务等方面主要采用此形式,具有功率 大(数兆瓦到百兆瓦级)、持续放电时间长(分钟级至小时级)等特点。分布式应用的 储能系统接入位置灵活,目前多在中低压配电网、分布式发电及微电网、用户侧 应用。分布式储能的功率、容量的规模相对较小。 关键词:分布式储能;分布式发电;配电网;用户侧 1分布式储能在电力系统的应用场景 1.1削峰填谷 近年来,电网负荷峰谷差日益增大,可再生能源发电在电网渗透率的不断提 高又进一步导致电网调峰压力增大。利用储能装置在负荷高峰时期放电,负荷低 谷时期从电网充电,减少高峰负荷需求,节省用电费用,从而达到改善负荷特性、参与系统调峰的目的。通过实施削峰填谷,可以提高电力系统设备的利用率并且 延缓或减少发-输-配电环节设备的扩容与升级。 根据实施主体的不同,储能系统进行削峰填谷的目标也有差异:①当储能系统实施主体为电网时,从电网调峰角度考虑,为减少常规发电机组的开停机次数以 及旋转备用的容量,储能系统削峰填谷的目标应为负荷波动小、峰谷差小。②当储能系统实施主体为用户或者第三方投资方时,储能系统削峰填谷的目标则变为 节省电费、最大限度套利。目前的储能系统削峰填谷控制策略多以负荷波动最小 为目标函数,并辅助经济性分析,从而实现储能系统充放电的优化管理。 1.2提高供电可靠性和电能质量 为防止电力系统的重要用户在电网故障或停电时的经济损失,通过配置一定 容量的储能系统作为应急电源或不间断电源,可有效提高供电可靠性。另外,储 能系统可实现高效快速地有功和无功控制,快速响应系统扰动,调整频率与电压,补偿负荷波动,提高系统运行稳定性,改善电能质量。 1.3调频 储能系统尤其是电池储能技术具备响应速度快、双向调节能力等优点,比传 统的调频手段更加高效。但由于储能系统经济性的制约,电池储能系统的容量比 传统调频电源小,因此储能系统参与系统调频一般是与传统的调频电源进行组合 使用。在储能参与系统一次调频方面,有文献对储能系统辅助常规机组进行一次 调频的控制策略进行了研究,主要使用了改进下垂控制方法。储能系统也可与风 电联合提高风电机组的一次调频能力,。此种模式下,也会相应减小风电场弃风量。在储能参与系统二次调频方面,针对传统调频中,火电机组响应速度慢、机 组爬坡速率低等问题,主要从储能系统辅助调频的角度,提出了基于模糊控制、 遗传算法、灵敏度分析的储能系统参与调频控制方法,从而改善电网调频性能。 1.4分布式可再生能源消纳 分布式风电、光伏等可再生能源发电的随机性、波动性特点将会对其接入的 配电网运行控制产生冲击。储能系统可平滑分布式风光发电的有功功率波动、改

分布式能源大规模接入背景下配电网络可靠性提升的研究

分布式能源大规模接入背景下配电网络 可靠性提升的研究 摘要:分布式电源应用的广泛推进让配电网络更具复杂性。发展过程中要兼 顾配稳定性和分布式电源商的可营利性。本文就分布式能源大规模接入背景下的 配电网络可靠性提升做了研究,从改善分布式电源规划策略、改善配网结构规划、提升配网自动化水平方面作了建议。 关键词:分布式能源;配网可靠性;规划策略;配网自动化 引言 随着国家新能源战略的推进,电网接入的新能源占比逐年增加,各类分布式 能源(Distributed Generation)的增加,改变了传统电网格局。分布式电源存 在出力的不确定性,其接入形成多源网络,尤其给配电网络可靠性带来冲击,但 总体来看分布式电源的接入对配电网网络损耗的改善能力以及有效减少停电损耗 的优势是不可或缺的。因此在规划分布式电源和配网时,要充分考虑电网对DG 的消纳能力和DG的不确定性,力求提升效率平衡供需。 1改善分布式电源规划策略 分布式电源的规划,既要考虑技术指标同时也要考虑经济指标,从用户、配 电网络公司以及分布式能源发电商等利益主体出发,考虑多方面经济收益和技术 指标提升效率协调规划,提升配网公司接受意愿,改善多方收益水平,降低用户 用电成本,这样才能更具现实意义和可执行性。国内外学者从多方面进行过研究,包括对分布式电源的介入位置、配置容量、配套无功补偿的研究等。文献[1]从 DG发电商和电网公司两个主体出发,通过双向双层规划协调实现双方经济型共赢——分别以二者收益为目标,同时优化配饰位置和配置容量,有效提升配网消纳 能力和配网稳定性。

从分布式电源配置位置的角度来看,DG的配置原则之一就是就近配置就近满 足负荷要求,电能在传输过程的损耗的能极大减少。在DG配置前通过仿真计算,分别分析出配网内部不同节点网络损耗的有功灵敏度以及无功灵敏度,继而可通 过灵敏度排序对比选取一个或多个补偿装置接入点。同时采用孤岛划分,以分布 式电源为中心,考虑孤岛内部最大负荷配置DG容量。供电故障情况下,以分布 式电源为中心的孤岛,形成新的短期供电回路,保证供电可靠性,避免停电损失。由此引出,从停电损耗减少的角度出发,可以构建一种分布式电源运营商和配网 公司的融合互助模型。在当下政策倾斜于清洁能源和新能源的情况下,分布式能 源运营商作为后发主体可将其作为规划的上层,配网依据DG的分布,配置自身 的补偿装置划分孤岛分布。 2改善配网整体架构的规划 就配网可靠性建设来讲,结构的合理设计是根本前提。配网结构与实际需求 的配合程度是否足够高,是配网建设事实践性的核心要素。配网规划中,要考虑 主管需求和客观环境,结合当下资源信息,合理配置设备位置和选型,设计者应 注意技术更新和新设备、新材料、新技术的迭代,注重信息化自动化水平提升。 同时,配网通信系统的规划也应成为配网规划中的重要考虑点。配网技术水准的 直观反应就是通信系统水准。通信系统作为配网信息通路和资料链接的纽带,直 接影响配网的质量。规划时,要采取更可靠的通信模式,让信息转化、信息搜集、信息整理、信息传输、指令反馈到最后的操作执行成为可靠完整的整体,同时应 可查、能自证,使配网系统能够向着更加稳定和可靠的方向发展。 分布式能源大规模介入背景下,其具有的影响电能质量的波动性和随机性特点,有可能影响整个电网的特性。从配网规划的角度来看,应当对此做出的特定 的反应和调整。国内外学者能对解决分布式电源接入后的网络波动问题做了许多 研究,其中储能介入来平滑分布式电源出力波动方案被许多学者做了深入研究。 储能系统的快速反应和双向流动能力使之成为是稳定新能源出力的优质选择。文 献[2]提出了一种基于改进多目标粒子群算法的配网储能配置优化方法,旨在对 储能的容量选取和配置位置提供最优的选择方案,包括储能类型和最优光储配置 组合方案。类似的研究大量存在,储能在实际中的使用效果也有验证。因此配网

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