平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法-王成山

《平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法-王成山》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３７卷第３期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３２０１３年２月１０日Ｆｅｂ．１０，２０１３ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１１１１１００平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法王成山，于波，肖峻，郭力（智能电网教育部重点实验室，天津大学，天津市３０００７２）摘要：为了抑制高可再生能源渗透率并网微电网联络线功率波动对电网的不利影响，提出了用于控制微电网联络线功率输出的储能系统容量优化确定方法。在已知微电网可再生能源功率输出、负荷、可控电源额定功率及联络线功率控制目标的前提下，基于微电网平滑联络线功率所需可控功率输出的频谱分析结果，可优化选取满足联络线功率控制目标、微电网内部设备输出功率限制

2、、储能系统效率及荷电状态运行约束的储能系统功率及容量。算例验证了所提方法的有效性。关键词：储能系统；微电网；容量优化；频谱分析；联络线功率控制０引言源和可控电源。前者以风力发电和光伏发电等为代表，后者以微型燃气轮机（ＭＴ）、柴油发电机、燃料以风力发电和光伏发电为代表的可再生能源发电池等为代表。ＥＳＳ配合微电网内部电源，可将微电具有间歇性、随机性等特点，随着可再生能源渗透［２］电网与外部电网联络线功率控制在恒定值附近，率不断增加，其给电网的安全可靠运行带来了越来以抵消高可再生能源渗透率对电网的不利影响。鉴越多的挑战。微电网将可再生能源供电系统、可控于目前ＥＳＳ造价昂贵，对ＥＳＳ容量进行

3、合理规划设电源、储能系统（ＥＳＳ）、负荷等有机结合在一起，为计非常重要。本文重点研究将ＥＳＳ应用于高可再高渗透率可再生能源并网提供了有效的技术途生能源渗透率微电网联络线功率控制场景下的ＥＳＳ［１－２］径。容量优化问题。在这一应用场景下，有关储能容量ＥＳＳ凭借其双向充放电运行特性，能有效克服选择的方法已经取得了一些研究成果，提出了考虑微电网内可再生能源发电系统的波动性，提高微电［５，８－１１］微电网经济性最优的ＥＳＳ容量优化方法。但［２－３］网对电网的“友好”程度，应用前景广阔。ＥＳＳ在是，这些方法并不完全针对微电网内ＥＳＳ的容量优微电网中的应用主要包括平滑联络线功率波动、削［８－１１

4、］化，且没有充分考虑微电网内部高渗透率可再［４－６］［６－７］峰填谷及运行备用等。实际应用中，ＥＳＳ可生能源波动性及不同类型电源的响应特性，并没有能同时应用于以上３个场景；而不同场景下，ＥＳＳ容达到实用化程度。文献［１２－１３］提出了考虑不同类量确定方法也有所不同。如果直接考虑同时应用于型电源频域响应特性的协调控制策略，但并没有解不同场景下的ＥＳＳ容量确定方法，会大大增加问题决ＥＳＳ的定容问题。复杂度。一个可行的思路是首先研究ＥＳＳ应用于本文提出的ＥＳＳ容量优化方法以联络线功率单一场景下的容量确定方法，然后，基于不同场景下控制目标与净负荷（负荷减去可再生能源功率输出）确定的ＥＳＳ容量

5、，综合考虑各种因素限制（如经济输出之和的频谱分析结果为基础，能够有效给出满方面的投资限制、技术方面的可靠性限制等），最终足联络线功率控制目标、微电网内部电源、ＥＳＳ运行确定合理的ＥＳＳ容量。限于篇幅，本文从平滑微电约束下的ＥＳＳ优化容量方案。网联络线功率波动这一单一场景入手，研究ＥＳＳ容量确定方法。１ＥＳＳ类型选择微电网内部电源按是否可控，可分为不可控电根据ＥＳＳ充放电时间响应特性，可将ＥＳＳ划分为功率型ＥＳＳ和能量型ＥＳＳ。前者以超级电容器、收稿日期：２０１１－１１－１４；修回日期：２０１２－０６－２１。飞轮储能为代表，具有响应快（快速充放电）、寿命国家重点基础研究发展计划（９７３

6、计划）资助项目长、容量小等特点，适合补偿短时功率波动；后者以（２００９ＣＢ２１９７００）；国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助蓄电池为代表，具有响应慢（相比功率型ＥＳＳ）、容量项目（２０１１ＡＡ０５Ａ１１７）；天津大学自主创新基金资助项目。［１４］大等特点，适合补偿长时功率波动。在ＥＳＳ应用—１２—·绿色电力自动化·王成山，等平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法于高可再生能源渗透率微电网联络线功率控制场景１）确定微电网所需可控功率输出Ｐｎｅｄ，并对其下时，微电网内可控功率主要由ＥＳＳ和可控电源提进行离散傅里叶变换。供。由于ＥＳＳ无法产生电能（考虑到ＥＳＳ效率小于假设微电

7、网由间歇式可再生能源、可控电源、１００％，它反而要损耗部分电能），因此，波动中的直ＥＳＳ及负荷构成，相应输出功率分别由Ｐｇｒ，Ｐｇｃ，流分量必然需由可控电源补偿。根据功率型、能量ＰＥＳ０和ＰＬ表示。为满足微电网联络线功率控制目型储能以及可控电源的响应特性，功率型储能适合标ＰＴＬ需求，有如下功率约束：补偿短时波动，可控电源适合补偿长时波动，能量型Ｐｇｒ－ＰＬ＋ＰＥＳ０＋Ｐｇｃ＝ＰＴＬ（１）储能则适合补偿介于功率型储能和可控电源之间的Ｐｇｒ，ｎ－ＰＬ，ｎ＋ＰＥ