分布式新能源储能系统工作原理展示系统的设计与实现思考
2016-06-03 07:24 [新能源论文] 来源于：互联网 作者：互联网
导读：【摘 要】随着科技的快速发展，分布式电源中的低压和中压网络在不同程度的改变着传统电力系统的运行方式。虽然说传统的电力系统是单向流动便于控制，但是随着价格的猛涨，化石燃料已经无法满足当前的供应需求。这样一来群众对核电以及触电线路建设就越来越排
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【摘 要】随着科技的快速发展，分布式电源中的低压和中压网络在不同程度的改变着传统电力系统的运行方式。虽然说传统的电力系统是单向流动便于控制，但是随着价格的猛涨，化石燃料已经无法满足当前的供应需求。这样一来群众对核电以及触电线路建设就越来越排斥，为了解决这一问题就不得不使用新能源进行代替。事实证明，分布式新能源储能系统（包括热电联产以及可再生能源）能够很好的解决这一问题。本文将着重讲解设计该系统以及应用，希望能够在今后得到借鉴和参考。
【关键词】分布式新能源；储能系统；控制中心；电力系统
众所周知，我们当前正处于一个互联网时代。在本世纪初随着微网概念的问世引起了世界各国广大的能源专家以及电力工业级的普遍重视，就目前而言，美国、日本、欧盟等国家已经从不同层面采取了卓有成效的系统性研究。而我国相比而言还存在着不小的差距。尤其是建立在电子电力技术基础上的分布式电源（包括光伏与风机）之间的配合以及与储能系统紧密结合的微网能量管理与控制近几年来成为研究的焦点问题。
1 预测微网的短期负荷
通常而言，智能电表是有效实现电网智能化管理中必须经历的一个重要环节，因为它主要是用来分析和预测所采集的负荷数据。它需要综合考虑分布式电源（光伏和风机等）的处理以及新能源（随机性比较强）的功率波动。就目前而言采用的是时间序列法，这是一种支持神经网络、向量机、小波分析等方法。下图是负荷预测到生成储能系统充放电指令的相关流程图（如图1所示）。
图1 储能系统指令生成流程图
值得注意的是，在确定储能系统的充放电区间这个过程中主要是根据蓄电池的特性来优化充放电策略。具体地说就是在获得日负荷曲线以及日平均符合的前提下根据符合的峰谷时间段和蓄电池组容量来最终确定一个或者多个充电区间以及放电区间。事实证明通过这种方式能够有效的延长蓄电池的充放电时间，延长其使用寿命。
2 储能系统如何提高微网中分布式电源的稳定性
通过实践结果表明，储能系统能够在静止无功补偿器的状态下工作，当10KV中压配网侧发生电压波动的情况下，安装在PCC点的储能系统能够补偿无功，从而起到抑制PCC点的电压波动来提高微网的电能质量，通过这种方式来保证分布式电源工作的顺利开展。根据我国制定的相关标准已经明确指：在风电场正常运行的过程中，并网点电压一定要处于额定电压的百分之九十至百分之一百一这个区间范围内；当风电场的并网电压为110KV以下时，并网点电压的正负偏差的绝对值之和一定要小于额定电压的百分之十；当风电场的并网电压为220KV以上（包括220KV）的情况下，并网点电压的允许偏差值为额定电压的-3%―7%之间。光伏正常工作电压偏差应当在85%-110%之间。具体如图2所示。
图2 储能系统的无功出力
值得注意的是，储能系统在提供无功补偿之后，微网PCC点0.6至2.6秒之间的平均电压约为385V，在3.4至5.4秒之间的平均电压约为408V，电压偏移不出意外情况的话会在97%-103.5%这个范围内；光伏出口端0.6至2.6秒之间的平均电压约为377V，在3.4至5.4秒之间的平均电压约为400V，电压偏移不出意外情况的话会在97%-103.4%这个范围内。如果这些指标都显示正常的话，异步风机和光伏在这段时间内都能够正常运转。
3 复合储能对微网中功率波动的平抑作用
由于光伏和风电等分布式电源本身具有间歇性和随机性的特征，在此过程中复合也会发生不同程度的变化，为了有效维持微网内部的瞬时能量平衡，储能则需要经常性的吸收或者发出功率，但是通过这种方式会导致蓄电池折寿。通过实践结果表明，如果采取短期负荷预测的方式来对蓄电池的充放电进行控制，会产生一定的误差，用于平抑微网的瞬时功率波动也无法起到很好的效果。而采取一种超级电容复合储能与蓄电池相结合的方法能够有效利用蓄电池和超级电容器实现互补，以此来提高储能的功率输出能力，减少蓄电池的充放电次数来延长使用寿命。如图3所示。
图3 复合储能系统的结构拓扑
但是有一点需要指出的是，通过这种方式需要两套DC/DC以及DC/AC变换器，在一定程度上增加了符合储能系统的投入成本。
4 结语
综上所述，随着科技的快速发展，分布式新能源储能系统在生产过程中应用得越来越为广泛，但是就目前而言我国在这个方面与发达国家相比较而言还存在着一定的差距。本文主要讲述了预测微网的短期负荷，储能系统如何提高微网中分布式电源的稳定性以及复合储能对微网中功率波动的平抑作用这三个方面。随着时间的推移，这套系统必然会应用到更多的地方，并且通过这种方式达到维持电源稳定运行以及提高微网电能质量的目的。
参考文献：
[1]陈益哲.微网中分布式储能系统的建模与控制研究[D].华中科技大学：电力系统及其自动化，2011.
[2]王凯，张远，孙燕平，杨科.一种基于风能储能的分布式能源系统[J].汽轮机技术.2013（05）.
[3]邓齐政.储电于民互补储电于网――发展分布式储能系统的意义[J].储能科学与技术.2012（02）.
（编辑：东北亚） |
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