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分布式储能汇聚协调控制策略研究

【摘要】:国内规模化应用的电池储能技术在发、输、配、用以及分布式发电与微电网等领域建成了多项示范工程,取得了一系列研究成果。目前规模化接入配电网的分布式储能缺乏有效的调度手段,为了将分散接入、出力随机性的分布式储能统一调配,使其成为有序运行提高电网经济性的优良资源,实现分布式储能汇聚协调控制的研究具有较高的应用价值。由此本文从多种应用工况的分布式储能系统接入方式及应用、分布式储能汇聚潜力评估、分布式储能汇聚筛选排序方法和分布式储能汇聚协调控制算法四方面展开研究,主要内容如下:(1)就用户侧中的分布式储能典型应用模式及接入方式进行介绍,阐述各应用场景下分布式储能的应用模式和接入方案,并分析了典型应用场景下的分布式储能运行效果。通过对分布式储能系统典型输出功率数据的分析,研究影响分布式储能汇聚协调控制技术的关键因子。(2)选取减小光伏电站弃光限电、负荷侧削峰填谷、光储充一体化应用三种典型应用模式下不同负荷节点的分布式储能系统,分析历史负荷和储能输出功率数据,采用统计学方法,分析其时序分布特征,建立局域电网的储能应用模型。(3)基于储能系统的汇聚潜力评估方法,定义储能系统汇聚潜力指数,建立计及时间尺度、容量尺度、有效汇聚时间、节点电压波动等因素的筛选排序理论,采用层次分析法,对储能设备进行筛选排序,为后续汇聚应用提供理论支撑。(4)基于各储能设备的汇聚潜力和价格信息,建立以设备汇聚台数最少、设备动作次数最少、汇聚成本最低、负荷波动最小为目标的优化集群控制模型,针对各目标间可能存在矛盾冲突,采用Pareto优化理论寻优不同目标函数之间的折衷解,构成Pareto非劣解集,并利用自适应算法进行优化来避免迭代过程中的不可行解,保证负荷功率的稳定性约束,提高储能系统的协调效率。基于本文的研究内容得到的相关结论通过算例仿真验证了其合理性,研究成果将为配电网中的分布式储能参与系统汇聚提供理论指导和实际工程应用价值。

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