分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏與(yu)儲能(neng)協調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)的(de)應用

分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏與(yu)儲能(neng)協調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)的(de)應用分(fen)析(xi)

劉(liu)建鵬(peng)

安(an)科(ke)瑞(rui)電氣(qi)股(gu)份有(you)限公(gong)司 上(shang)海(hai)嘉(jia)定(ding) 201801

摘(zhai) 要(yao)：針對(dui)光(guang)伏發電的(de)隨機(ji)性(xing)、波(bo)動(dong)性(xing)、間(jian)歇性(xing)特(te)征(zheng),研(yan)發(fa)了分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏與(yu)儲能(neng)協調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve),並(bing)在鎮江(jiang)地調(tiao)開(kai)展(zhan)分(fen)布(bu)式(shi)電源(yuan)光儲協(xie)控(kong)試(shi)點(dian)應用，開(kai)展(zhan)光(guang)儲協(xie)調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)研(yan)究(jiu)，實(shi)時(shi)采集(ji)分布(bu)式(shi)光(guang)伏電站(zhan)、儲能(neng)電站(zhan)、試點(dian)變電站(zhan)運行(xing)數(shu)據，根(gen)據氣(qi)象(xiang)信息預(yu)測光(guang)伏出力，實(shi)時(shi)調(tiao)整儲能(neng)出力，實(shi)現(xian)儲能(neng)對分布(bu)式(shi)電源(yuan)功率波(bo)動(dong)的(de)平(ping)抑。

關(guan)鍵(jian)詞：分布(bu)式(shi)光(guang)伏；儲能(neng)；協調(tiao)控(kong)制(zhi)；告警策(ce)略(lve)

0引(yin)言(yan)

目(mu)前(qian)鎮(zhen)江地區光伏發電屬於(yu)隨機(ji)性(xing)、間(jian)歇性(xing)電源(yuan)，出力(li)存(cun)在較(jiao)大(da)的(de)波(bo)動(dong)性(xing)。因(yin)此大(da)量(liang)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏發電接(jie)入(ru)電網會(hui)嚴重降(jiang)低負(fu)荷(he)預(yu)測準(zhun)確(que)率，造(zao)成(cheng)電網波(bo)動(dong)，影(ying)響電網安(an)全穩(wen)定運行(xing)。鎮(zhen)江於(yu)2018年建成(cheng)投(tou)運8座(zuo)電網側儲能(neng)電站(zhan)，儲能(neng)電站(zhan)具(ju)備(bei)靈活的(de)充放(fang)電能(neng)力，能(neng)夠毫秒級實(shi)現(xian)充放(fang)電狀態(tai)的(de)轉換。儲能(neng)的(de)運行(xing)特(te)性(xing)可有(you)效平(ping)滑(hua)分布(bu)式(shi)電源(yuan)的(de)波(bo)動(dong)性(xing)。針對光伏發電的(de)隨機(ji)性(xing)、波(bo)動(dong)性(xing)、間(jian)歇性(xing)特(te)征(zheng)，對(dui)分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏進(jin)行有(you)效的(de)有(you)功無功控(kong)制(zhi)，提(ti)高(gao)分布(bu)式(shi)光(guang)伏的(de)靈活性(xing)，是保(bao)障(zhang)含大(da)量(liang)分布(bu)式(shi)光(guang)伏的(de)電網安(an)全穩(wen)定運行(xing)的(de)重(zhong)要(yao)手段(duan)。發揮(hui)儲能(neng)的(de)調(tiao)節作用，通過光(guang)儲協(xie)調(tiao)控(kong)制(zhi)，實(shi)現(xian)儲能(neng)平抑分布(bu)式(shi)光(guang)伏出力波(bo)動(dong)，是提(ti)高(gao)分布(bu)式(shi)光(guang)伏的(de)可觀性(xing)和可控(kong)性(xing)的(de)有(you)效手段(duan)。

1策(ce)略(lve)描(miao)述(shu)

1.1數(shu)據架構鏈(lian)路

在整體數(shu)據(ju)匯(hui)集(ji)方(fang)面通過現(xian)有(you)電網模(mo)型(xing)擴(kuo)展(zhan)10千(qian)伏的(de)分(fen)布(bu)式(shi)電站(zhan)模型(xing)，並實(shi)現(xian)圖模壹(yi)體管理(li)；分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏控(kong)制(zhi)平臺(tai)獲(huo)取實(shi)時(shi)處(chu)理(li)計(ji)算(suan)的(de)模(mo)型，並完(wan)成(cheng)從(cong)地區調(tiao)控(kong)自(zi)動(dong)化(hua)系(xi)統接入(ru)運行(xing)實(shi)時(shi)信(xin)息並(bing)下(xia)發(fa)控(kong)制(zhi)指(zhi)令(ling)。

圖1 數據(ju)流(liu)向(xiang)圖

如(ru)圖1所示(shi)，鎮(zhen)江(jiang)光(guang)儲協(xie)控(kong)系(xi)統數據來(lai)源(yuan)主要(yao)有(you)兩(liang)個(ge)：1區調(tiao)度自動(dong)化(hua)SCADA系(xi)統，3區新能(neng)源(yuan)管理(li)系(xi)統。其(qi)中新(xin)能(neng)源(yuan)管理(li)系(xi)統主要(yao)提(ti)供分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏區域超(chao)短期(qi)功率預測數(shu)據。光(guang)儲協(xie)控(kong)命(ming)令(ling)通過光(guang)纖專(zhuan)線通道下(xia)發(fa)。

1.2控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)流(liu)程(cheng)

綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)上(shang)壹(yi)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)的(de)儲能(neng)出力、儲能(neng)SOC值，以及預測的(de)下(xia)壹(yi)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)分布(bu)式(shi)光(guang)伏總出力，對(dui)下(xia)壹(yi)時(shi)間(jian)儲能(neng)出力進(jin)行計(ji)算(suan)，當(dang)光(guang)伏變化(hua)為正且儲能(neng)SOC在可行範圍時(shi)，儲能(neng)吸收電能(neng)，當光伏變化(hua)為負(fu)且儲能(neng)SOC在可行範圍，儲能(neng)設備放電。同時(shi)考(kao)慮(lv)儲能(neng)設備充放(fang)電功率約束，當SOC即(ji)將(jiang)越限，考(kao)慮(lv)SOC補(bu)償(chang)算(suan)法，並增加(jia)了(le)儲能(neng)指(zhi)令(ling)延時(shi)的(de)補(bu)償算法[1]。

2策(ce)略(lve)特(te)點(dian)

（1）本(ben)策(ce)略(lve)保(bao)留原(yuan)有(you)儲能(neng)電站(zhan)及調(tiao)度通道、安(an)全策(ce)略(lve)不(bu)變(bian)動(dong)，光儲協(xie)控(kong)系(xi)統與(yu)D5000前(qian)置系(xi)統通過104規(gui)約進(jin)行通信。上(shang)行通道將(jiang)儲能(neng)電站(zhan)遙(yao)測、遙(yao)信(xin)數(shu)據轉發給光儲協(xie)控(kong)系(xi)統；同時(shi)，光(guang)儲協(xie)控(kong)系(xi)統通過該(gai)接口(kou)將(jiang)遙(yao)調(tiao)遙(yao)控(kong)命(ming)令(ling)由(you)D5000前(qian)置系(xi)統下(xia)發(fa)給儲能(neng)電站(zhan)，實(shi)現(xian)光(guang)儲協(xie)控(kong)系(xi)統對儲能(neng)電站(zhan)的(de)充放(fang)電控(kong)制(zhi)。

（2）儲能(neng)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)修正了(le)對指(zhi)令(ling)時(shi)滯(zhi)的(de)預(yu)補償量計(ji)算(suan)，從(cong)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)層(ceng)面，在計(ji)算(suan)出(chu)儲能(neng)指(zhi)令(ling)後，按預(yu)測原(yuan)理(li)給儲能(neng)指(zhi)令(ling)增加(jia)延(yan)時(shi)補(bu)償量以提(ti)高(gao)數據同步(bu)性(xing)。減(jian)小了時(shi)滯(zhi)對濾波(bo)效果(guo)的(de)影(ying)響。

（3） 儲能(neng)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)修正了(le)SOC水平控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)，設(she)置SOC在25%-75%中時(shi)采用濾(lv)波(bo)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)，當(dang)達(da)到此邊界(jie)時(shi)就切換為限制光伏*大變化(hua)率的(de)SOC修正充放(fang)電控(kong)制(zhi)，在維(wei)持光伏發電波(bo)動(dong)量不(bu)超(chao)過給定的(de)*大(da)值的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，執(zhi)行電池(chi)充放(fang)電，快速(su)修正SOC回到濾(lv)波(bo)控(kong)制(zhi)範圍中。

3應用實(shi)例(li)

在試運行(xing)期(qi)間(jian)，省調(tiao)暫時(shi)退(tui)出試點(dian)區域(yu)電網側儲能(neng)電站(zhan)的(de)有(you)功控(kong)制(zhi)，由(you)分布(bu)式(shi)電源(yuan)光儲協(xie)控(kong)系(xi)統進(jin)行光(guang)儲協(xie)調(tiao)控(kong)制(zhi)。根(gen)據光(guang)伏的(de)出(chu)力情(qing)況，實(shi)時(shi)調(tiao)整儲能(neng)電站(zhan)出力(li)，實(shi)現(xian)儲能(neng)對分布(bu)式(shi)電源(yuan)功率波(bo)動(dong)的(de)平(ping)抑分析(xi)，面向(xiang)電網需(xu)求(qiu)削(xue)峰(feng)填(tian)谷等功能(neng)。

圖2 光伏與(yu)光(guang)儲協(xie)控(kong)混(hun)合(he)出(chu)力(li)曲線

光伏與(yu)光(guang)儲協(xie)控(kong)混(hun)合(he)出(chu)力(li)曲線如(ru)圖2所示(shi)，從(cong)圖中可見，經光儲協(xie)調(tiao)控(kong)制(zhi)後的(de)出(chu)力曲線較(jiao)為平滑(hua)，波(bo)動(dong)率明顯(xian)降(jiang)低，實(shi)現(xian)儲能(neng)對分布(bu)式(shi)電源(yuan)功率波(bo)動(dong)的(de)平(ping)抑運行(xing)。

4安(an)科(ke)瑞(rui)Acrel-2000MG微電網能(neng)量管理(li)系(xi)統

4.1概述(shu)

Acrel-2000MG 儲能(neng)能(neng)量管理(li)系(xi)統是安(an)科(ke)瑞(rui)專(zhuan)門(men)針對工(gong)商業(ye)儲能(neng) 電站(zhan)研(yan)制(zhi)的(de)本(ben)地化(hua)能(neng)量管理(li)系(xi)統，可實(shi)現(xian)了(le)儲能(neng)電站(zhan)的(de)數(shu)據采集(ji)、數 據(ju)處理(li)、數(shu)據(ju)存(cun)儲、數(shu)據(ju)查(zha)詢(xun)與(yu)分(fen)析(xi)、可視(shi)化(hua)監(jian)控(kong)、報警管理(li)、統計(ji)報表(biao)、策(ce)略(lve)管理(li)、歷(li)史曲線等功能(neng)。其(qi)中策(ce)略(lve)管理(li)，支持多種(zhong)控(kong)制(zhi)策(ce) 略(lve)選擇(ze)，包含計(ji)劃曲線、削(xue)峰(feng)填(tian)谷、需(xu)量(liang)控(kong)制(zhi)、防逆流(liu)等。該(gai)系統不 僅可以實(shi)現(xian)下(xia)級(ji)各儲能(neng)單(dan)元的(de)統壹監(jian)控(kong)和管理(li)，還(hai)可以實(shi)現(xian)與(yu)上(shang)級(ji)調(tiao) 度系統和雲平(ping)臺(tai)的(de)數(shu)據通訊(xun)與(yu)交(jiao)互(hu)，既能(neng)接受(shou)上級調(tiao)度指(zhi)令(ling)，又(you)可以 滿足(zu)遠程(cheng)監(jian)控(kong)與(yu)運維(wei)，確(que)保(bao)儲能(neng)系統安(an)全、穩(wen)定、可靠、經濟運行(xing)。

4.2應用場(chang)景

適(shi)用於(yu)工(gong)商業(ye)儲能(neng)電站(zhan)、新能(neng)源(yuan)配儲電站(zhan)。

4.3系統結構

4.4系統功能(neng)

（1）實(shi)時(shi)監(jian)管

對(dui)微(wei)電網的(de)運行(xing)進(jin)行實(shi)時(shi)監(jian)管，包(bao)含市(shi)電、光(guang)伏、風電、儲能(neng)、充電樁及用電負(fu)荷(he)，同時(shi)也(ye)包括收益數(shu)據(ju)、天(tian)氣(qi)狀況、節能(neng)減(jian)排等信息。

（2）智(zhi)能(neng)監(jian)控(kong)

對(dui)系統環(huan)境、光(guang)伏組件、光伏逆變器、風電控(kong)制(zhi)逆變壹體機(ji)、儲能(neng)電池(chi)、儲能(neng)變流(liu)器、用電設(she)備等進(jin)行實(shi)時(shi)監(jian)測，掌(zhang)握微(wei)電網系(xi)統的(de)運行(xing)狀況。

（3）功率預測

對(dui)分布(bu)式(shi)發(fa)電系(xi)統進(jin)行短(duan)期(qi)、超(chao)短期(qi)發(fa)電功率預測，並(bing)展(zhan)示(shi)合(he)格(ge)率及誤(wu)差分析(xi)。

（4）電能(neng)質(zhi)量(liang)

實(shi)現(xian)整個微(wei)電網系(xi)統範圍內的(de)電能(neng)質(zhi)量(liang)和電能(neng)可靠性(xing)狀況進(jin)行持續性(xing)的(de)監(jian)測。如(ru)電壓(ya)諧(xie)波(bo)、電壓(ya)閃(shan)變、電壓(ya)不(bu)平(ping)衡(heng)等穩(wen)態(tai)數據和電壓(ya)暫升/暫降(jiang)、電壓(ya)中(zhong)斷暫態(tai)數據進(jin)行監(jian)測分(fen)析(xi)及錄(lu)波(bo)展(zhan)示(shi)，並(bing)對(dui)電壓(ya)、電流(liu)瞬(shun)變(bian)進(jin)行監(jian)測。

（5）可視(shi)化(hua)運行(xing)

實(shi)現(xian)微(wei)電網無人(ren)值守，實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)、便(bian)捷化(hua)管理(li);對(dui)重(zhong)要(yao)負(fu)荷(he)與(yu)設(she)備(bei)進(jin)行不(bu)間(jian)斷監(jian)控(kong)。

（6）優(you)化(hua)控(kong)制(zhi)

通過分(fen)析(xi)歷史用電數(shu)據、天氣條件對負(fu)荷(he)進(jin)行功率預測，並(bing)結合(he)分(fen)布(bu)式(shi)電源(yuan)出力(li)與(yu)儲能(neng)狀態(tai)，實(shi)現(xian)經濟優化(hua)調(tiao)度，以降(jiang)低尖峰(feng)或(huo)者高(gao)峰時(shi)刻(ke)的(de)用電量(liang)，降(jiang)低企業(ye)綜(zong)合(he)用電成(cheng)本(ben)。

（7）收益分(fen)析(xi)

用戶(hu)可以查(zha)看(kan)光(guang)伏、儲能(neng)、充電樁三部(bu)分(fen)的(de)每(mei)天(tian)電量(liang)和收益數(shu)據(ju)，同時(shi)可以切換年報查(zha)看(kan)每(mei)個(ge)月(yue)的(de)電量(liang)和收益。

（8）能(neng)源(yuan)分析(xi)

通過分(fen)析(xi)光伏、風電、儲能(neng)設備的(de)發(fa)電效率、轉化(hua)效率，用於(yu)評估設(she)備(bei)性(xing)能(neng)與(yu)狀態(tai)。

（9）策(ce)略(lve)配(pei)置

微(wei)電網配(pei)置主(zhu)要(yao)對微(wei)電網系(xi)統組成(cheng)、基(ji)礎參數(shu)、運行(xing)策(ce)略(lve)及(ji)統計(ji)值(zhi)進(jin)行設(she)置。其(qi)中策(ce)略(lve)包(bao)含計(ji)劃曲線、削(xue)峰(feng)填(tian)谷、需(xu)量(liang)控(kong)制(zhi)、新能(neng)源(yuan)消(xiao)納(na)、逆(ni)功率控(kong)制(zhi)等。

5硬件及其(qi)配套產品

6結束語

光(guang)儲協(xie)調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)的(de)應用，充分(fen)利(li)用儲能(neng)與(yu)新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)互(hu)補特(te)性(xing)，提(ti)升新(xin)能(neng)源(yuan)消(xiao)納(na)能(neng)力，提(ti)升儲能(neng)提(ti)供電網輔助服(fu)務(wu)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)，降(jiang)低電網運行(xing)成(cheng)本(ben)，助力(li)分(fen)布(bu)式(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)全額(e)消(xiao)納(na)。基(ji)於分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏的(de)預(yu)測結果(guo)，采用儲能(neng)電站(zhan)進(jin)行補(bu)償(chang)實(shi)際(ji)出(chu)力與(yu)預(yu)測之(zhi)間(jian)的(de)差額，將差額保(bao)障(zhang)在調(tiao)度運行(xing)可接納(na)的(de)範(fan)圍之(zhi)內，降(jiang)低電網運行(xing)備(bei)用成(cheng)本(ben)。通過儲能(neng)濾除新能(neng)源(yuan)發電波(bo)動(dong)功率，減(jian)小新能(neng)源(yuan)對電網的(de)影(ying)響。

參考(kao)文獻(xian)

[1]譚文娟,陳燕東.光儲直(zhi)流(liu)微網能(neng)量協調(tiao)控(kong)制(zhi)方(fang)法[J].電源(yuan)學報,2018,16(2): 76-82

[2]楊(yang)苓(ling),羅(luo)安(an),陳燕東.LCL型逆變器(qi)的(de)魯(lu)棒(bang)延時(shi)補(bu)償並網控(kong)制(zhi)方(fang)法及(ji)穩(wen)定性(xing)分析(xi)[J].電網技術,2015,39(11):3102-3108

[3]米(mi)陽,吳(wu)彥(yan)偉(wei).獨(du)立光儲直(zhi)流(liu)微電網分(fen)層(ceng)協調(tiao)控(kong)制(zhi)[J].電力(li)系統保(bao)護(hu)與(yu)控(kong)制(zhi), 2017, 45(8): 37-44

[4]朱(zhu)文(wen)韜(tao),孫東傑,陳燕,姜正馳,嶽帥(shuai),於曉(xiao)蒙(meng),劉(liu)昶,蔣(jiang)煜.分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏與(yu)儲能(neng)協調(tiao)控(kong)制(zhi)策(ce)略(lve)的(de)研(yan)發(fa)與(yu)應用[J].能(neng)源(yuan)科技,2020,09(08):381.

[5]安(an)科(ke)瑞(rui)企業(ye)微(wei)電網設(she)計(ji)與(yu)應用手冊.2022年05版