计及网储协同的交直流配电网电池储能系统优化配置

摘要

光伏发电因其低碳、环保、可循环再生的特点，近年来在配电网的接入容量逐年增加。但其随机波动性会加剧配电网电压波动，影响系统正常运行，高比例接入时甚至可能危及系统安全。电池储能系统在提高可再生能源利用水平、提升系统运行经济性和安全性方面具有一定的优势，但相对偏高的单位造价，限制了其在配网中的推广应用。另一方面，直流配电技术具有较强的运行控制能力，有助于优化配电网运行特性、促进可再生能源消纳。因此，如何利用精细化的运行控制提高电池储能系统利用水平，并通过与直流配电技术间的协同控制优化电池储能系统配置容量，对于进一步推广电池储能系统应用、提升配电网可再生能源消纳水平具有重要意义。　　基于上述研究背景，本文面向计及网储协同的交直流配电网电池储能优化配置问题开展研究，主要工作如下：　　（1）以分布式光伏-电池储能联合系统为研究对象，提出了一种电池储能系统两模式协调控制策略。首先，分析了不同季节和天气条件的光伏波动特性，论证了通过电池组串在平抑波动和峰谷套利两种模式间动态分配以提升电池储能系统利用水平的可行性；其次，基于电池储能系统两模式协调控制应用需求，建立了一种分布式光伏-电池储能联合系统的拓扑结构；最后，提出了电池储能系统电池组串容量动态分配策略和两模式协调控制策略。　　（2）基于交直流换流器运行控制特性和电池储能系统两模式协调控制策略，提出了一种计及网储协同的交直流配电网电池储能系统双层优化配置模型。首先，提出了计及季节和天气条件的规划场景集构建方法；其次，提出了面向优化配置的电池储能系统容量动态分配模型；最后，提出了计及网储协同的交直流配电网电池储能双层优化配置模型，在下层优化调度模型中模拟了交直流换流器与电池储能系统协同控制对配置方案的影响。　　（3）基于典型算例，分别对本文提出的两模式协调控制策略和双层优化配置模型进行了分析，验证了本文所提控制策略和优化配置模型的有效性。

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