摘要:隨著分布式能源的大量接入,電力系統(tǒng)面臨如何減弱新能源并網(wǎng)引起波動(dòng)的挑戰(zhàn)。合理配置分布式儲(chǔ)能能夠有效平抑波動(dòng),提高電能質(zhì)量,因此需要對(duì)分布式儲(chǔ)能配置問(wèn)題進(jìn)行深入研究。該文首先研究并歸納了分布式儲(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀,其次從新型電力系統(tǒng)下分布式儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)入手,通過(guò)分析電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)等不同的應(yīng)用場(chǎng)景,建立了完善的分布式儲(chǔ)能合理配置流程,然后分別從優(yōu)化模型的搭建和優(yōu)化方法的選擇2方面展開(kāi)研究,匯總了常用的目標(biāo)函數(shù)和約束條件,論述了典型優(yōu)化算法的適用性,*后根據(jù)目前分布式儲(chǔ)能配置的研究現(xiàn)狀,指出了目前優(yōu)化過(guò)程中需要改進(jìn)的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:新型電力系統(tǒng);分布式能源;分布式儲(chǔ)能;優(yōu)化配置;智能優(yōu)化算法
0.引言
分布式可再生能源發(fā)電是基于風(fēng)、光等新能源的分布式發(fā)電,具有建設(shè)周期短、應(yīng)用場(chǎng)景多、環(huán)境負(fù)效應(yīng)低、技術(shù)成熟度高等優(yōu)勢(shì),發(fā)展前景廣闊[1]。2022年前3季度,分布式光伏新增裝機(jī)超過(guò)全國(guó)光伏新增裝機(jī)的2/3,成為裝機(jī)增長(zhǎng)*快的可再生能源發(fā)電類(lèi)型,這意味著“分布式光伏整縣推進(jìn)"模式在全國(guó)范圍內(nèi)鋪開(kāi),高比例清潔能源占比逐步提高,分布式配儲(chǔ)能的應(yīng)用前景逐漸體現(xiàn),因此分布式儲(chǔ)能的規(guī)劃部署作為分布式儲(chǔ)能工程合理性應(yīng)用的前提至關(guān)重要。
為實(shí)現(xiàn)2021年4月國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》中“儲(chǔ)能裝機(jī)3000萬(wàn)kW"目標(biāo),各省份紛紛出臺(tái)相應(yīng)政策,對(duì)不同項(xiàng)目的儲(chǔ)能配比做出相應(yīng)規(guī)定,具體見(jiàn)附錄A表A1。通過(guò)匯總表對(duì)比可以看出:(1)各省份儲(chǔ)能儲(chǔ)能裝機(jī)配比均在10%以上,充電時(shí)長(zhǎng)均在2h以上;(2)規(guī)范的項(xiàng)目多為集中式儲(chǔ)能容量配比,對(duì)于分布式儲(chǔ)能容量配比規(guī)定較少,缺乏對(duì)其系統(tǒng)性研究;(3)政策中關(guān)于儲(chǔ)能容量配比還未能根據(jù)儲(chǔ)能具體應(yīng)用場(chǎng)景細(xì)化。
相較于集中式儲(chǔ)能,分布式儲(chǔ)能可減少集中儲(chǔ)能電站的線路損耗和投資壓力,但也具有分散布局、可控性差等特點(diǎn)。合理規(guī)劃分布式儲(chǔ)能,不但可以促進(jìn)新能源的消納,降低棄風(fēng)棄光率,還可以通過(guò)“削峰填谷"來(lái)降低配電網(wǎng)的容量,減少投資資源[3]。圍繞分布式儲(chǔ)能規(guī)劃的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者開(kāi)展了大量研究,已獲得階段性成果,目前主要側(cè)重于不同場(chǎng)景的數(shù)學(xué)建模和規(guī)劃優(yōu)化方法等方面。對(duì)此,本文從新型電力系統(tǒng)下分布式儲(chǔ)能的特點(diǎn)入手,圍繞分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景建立了分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置的研究框架,旨在對(duì)新型電力系統(tǒng)下分布式儲(chǔ)能的配置方法進(jìn)行詳細(xì)梳理,對(duì)新型電力系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義。首先研究了分布式儲(chǔ)能的物理架構(gòu),對(duì)其典型應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了歸納總結(jié),基于對(duì)不同指標(biāo)以及不同目標(biāo)函數(shù)的考慮,歸納分布式儲(chǔ)能容量配置的不同,旨在對(duì)分布式儲(chǔ)能的容量規(guī)劃配置做系統(tǒng)的歸納以及對(duì)改進(jìn)其配置方法做合理的展望。
1.分布式儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景及配置流程
規(guī)劃配置分布式儲(chǔ)能系統(tǒng),需要從分析儲(chǔ)能在不同應(yīng)用場(chǎng)景下發(fā)揮的關(guān)鍵作用和服務(wù)典型應(yīng)用場(chǎng)景下的分布式儲(chǔ)能容量配置流程設(shè)計(jì)2個(gè)方面出發(fā),滿足分布式儲(chǔ)能容量配置合理性與科學(xué)性要求。
1.1分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景
根據(jù)分布式儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的安裝位置,其應(yīng)用場(chǎng)景可分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè),如圖1所示。在發(fā)電側(cè),分布式儲(chǔ)能可參與可再生能源并網(wǎng)、減少棄風(fēng)棄光、負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻等應(yīng)用場(chǎng)景;在電網(wǎng)側(cè),可參與輔助電力調(diào)峰、備用容量、緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容、無(wú)功支持、輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行等應(yīng)用場(chǎng)景;在用戶側(cè),分布式儲(chǔ)能可用于峰谷價(jià)差套利、容量費(fèi)用管理、提升電能質(zhì)量、提升供電可靠性等應(yīng)用場(chǎng)景,下面對(duì)不同場(chǎng)景下分布式儲(chǔ)能的不同應(yīng)用進(jìn)行歸納分析,以找到各場(chǎng)景下儲(chǔ)能的合理容量配置方法。
圖1分布式儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景
在用戶側(cè),分布式儲(chǔ)能可用于峰谷價(jià)差套利、容量費(fèi)用管理、提升電能質(zhì)量、提升供電可靠性等應(yīng)用場(chǎng)景,下面對(duì)不同場(chǎng)景下分布式儲(chǔ)能的不同應(yīng)用進(jìn)行歸納分析,以找到各場(chǎng)景下儲(chǔ)能的合理容量配置方法。
1.2分布式儲(chǔ)能容量配置流程
分布式儲(chǔ)能容量配置需要綜合考慮應(yīng)用場(chǎng)景用戶與市場(chǎng)需求的分析,建立起適合該應(yīng)用情況下的容量配置數(shù)學(xué)模型,具體容量配置流程見(jiàn)圖
從流程圖可以看出:
(1)分布式儲(chǔ)能容量配置需
要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景以及市場(chǎng)與用戶需求得出儲(chǔ)能容量配置的目標(biāo)函數(shù);
. 根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行要求以及儲(chǔ)能自身?xiàng)l件確定該模型的運(yùn)行約束條件;
. 對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,選取合理的算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解。因此,本文接下來(lái)就目前對(duì)不同目標(biāo)函數(shù)的研究進(jìn)行歸納總結(jié)與分析。
圖2分布式儲(chǔ)能容量配置流程
2.分布式儲(chǔ)能數(shù)學(xué)建模
經(jīng)濟(jì)性是儲(chǔ)能配置過(guò)程中 要考慮的因素,而可靠性貫穿于新型電力系統(tǒng)的各個(gè)部分,它保證了分布式儲(chǔ)能的持續(xù)出力能力以及抵御電網(wǎng)波動(dòng)的能力,因此研究分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置的經(jīng)濟(jì)性和可靠性具有重要意義,下面將分別對(duì)其進(jìn)行深入研究。
2.1經(jīng)濟(jì)性
目前,分布式儲(chǔ)能存在投資成本較高、投資回收期較長(zhǎng)等問(wèn)題,對(duì)此,行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者對(duì)分布式儲(chǔ)能各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題開(kāi)展了相關(guān)研究。針對(duì)優(yōu)化應(yīng)用于電源側(cè)的儲(chǔ)能容量配置,其經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在新能源消納以及碳收益方面!。提高了儲(chǔ)能參與新能源消納的效率。對(duì)于配電網(wǎng)側(cè),其經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在降低網(wǎng)損收益、削峰填谷、配電網(wǎng)新能源消納等方面。文獻(xiàn)針對(duì)配電網(wǎng)削峰填谷、降低網(wǎng)損的場(chǎng)景,提出了一種修正儲(chǔ)能容量的方法,以配電網(wǎng)總成本*低為優(yōu)化目標(biāo),使得儲(chǔ)能容量與壽命達(dá)到較好的配合,具有更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。
從分布式儲(chǔ)能的優(yōu)化配置經(jīng)濟(jì)性研究現(xiàn)狀中,可以得出:
. 政策為分布式儲(chǔ)能提供效益保障,合理制定電價(jià)機(jī)制以及補(bǔ)貼政策是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能商業(yè)價(jià)值的重要因素;
. 目標(biāo)函數(shù)的設(shè)立大多包含投資成本及運(yùn)維成本,體現(xiàn)出目前成本高昂?jiǎn)栴}依舊是提高儲(chǔ)能容量配置經(jīng)濟(jì)性的限制因素,因此如何降低配置成本是儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的 ;
. 約束條件的確定與儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān),在用戶側(cè),通常要考慮儲(chǔ)能自身約束,比如儲(chǔ)能充放電約束、荷電狀態(tài)約束等,
在電源側(cè),還需要考慮傳統(tǒng)火電機(jī)組、新能源電站的出力約束;在配電網(wǎng)側(cè),還需要考慮電力系統(tǒng)潮流約束、節(jié)點(diǎn)電壓約束等。
2.2可靠性
新型電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電占比越來(lái)越大,大量新能源并網(wǎng)以及電力電子器件的接入會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)較大沖擊,配電網(wǎng)中包含了很多 負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷,需要越來(lái)越高的電能質(zhì)量,同時(shí)在負(fù)荷高峰期,部分負(fù)荷可能會(huì)因系統(tǒng)輸配電能力有限而失去供電。
為減少新型電力系統(tǒng)中的重要用戶因電網(wǎng)故障或負(fù)荷停電造成的經(jīng)濟(jì)損失,通過(guò)配置一定容量的分布式儲(chǔ)能作為應(yīng)急電源或不間斷電源,能有效提高系統(tǒng)可靠性。除此之外,儲(chǔ)能系統(tǒng)因其本身特性可以 快速地控制有功和無(wú)功,提升系統(tǒng)響應(yīng)擾動(dòng)的能力,調(diào)整頻率與電壓到標(biāo)準(zhǔn)值,還能補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng),提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,因此研究分布式儲(chǔ)能配置的可靠性指標(biāo)是提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要方向。
. 優(yōu)化算法
3.1經(jīng)典優(yōu)化算法
在根據(jù)分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景選取合適的目標(biāo)函數(shù)以及約束條件后,需要對(duì)建立好的儲(chǔ)能配置模型進(jìn)行求解,才能得到儲(chǔ)能配置參數(shù),完成儲(chǔ)能配置過(guò)程,選取合適的優(yōu)化算法也是儲(chǔ)能能否實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置的重要一環(huán)。
3.1.1線性規(guī)劃
線性規(guī)劃是在一組線性約束條件的限制下,求一線性目標(biāo)函數(shù)*大或*小的問(wèn)題。而在求解儲(chǔ)能容量配置問(wèn)題時(shí),其目標(biāo)數(shù)及約束條件往往是非線性的,因此需要將非線性的目標(biāo)函數(shù)及約束條件進(jìn)行線性化才能求解。
3.1.2動(dòng)態(tài)規(guī)劃
動(dòng)態(tài)規(guī)劃是通過(guò)將大問(wèn)題拆分成小問(wèn)題,同時(shí)明確各問(wèn)題之間的邏輯關(guān)系,進(jìn)而以遞推的方式去解決問(wèn)題。在求解儲(chǔ)能容量配置模型優(yōu)化問(wèn)題中,將目標(biāo)函數(shù)中的優(yōu)化變量折解為子變量,按子變量的邏輯關(guān)系逐一求解。
分布式儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)配置通過(guò)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)配電網(wǎng)的潮流分布,可有效降低配電網(wǎng)網(wǎng)損成本,由于網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的季節(jié)性變化是儲(chǔ)能配置發(fā)生變化的主要影響因素,而動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型相對(duì)于靜態(tài)規(guī)劃模型的優(yōu)點(diǎn)是能夠得到全局*優(yōu)解,因此,儲(chǔ)能動(dòng)態(tài)配置比固定配置更具有經(jīng)濟(jì)性,且能利用優(yōu)化目標(biāo)與子目標(biāo)之間的邏輯關(guān)系,減少冗余計(jì)算過(guò)程,提高優(yōu)化效率。其缺點(diǎn)在于:沒(méi)有固定的求解模型,依賴決策者提供*優(yōu)判斷,同時(shí)沒(méi)有維數(shù)限制,對(duì)求解的空間需求大。
3.2智能優(yōu)化算法
3.2.1遺傳算法
遺傳算法(geneticalgorithm,GA)其本質(zhì)是一種具有并行性、全局性、自適應(yīng)尋優(yōu)特點(diǎn)的方法,能在尋優(yōu)過(guò)程中自動(dòng)搜集可行域內(nèi)的有效信息,并自適應(yīng)地控制搜索過(guò)程以求得近似*優(yōu)解。在應(yīng)用于儲(chǔ)能容量配置的過(guò)程中,其主要求解流程如圖3所示,主要步驟有:確定儲(chǔ)能容量配置參數(shù)集,對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制編碼,確定初始儲(chǔ)能容量配置種群,根據(jù)儲(chǔ)能各應(yīng)用場(chǎng)景下的目標(biāo)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)價(jià),對(duì)參數(shù)進(jìn)行選擇交叉變異產(chǎn)生新一代種群直到迭代次數(shù)滿足所設(shè)置要求。算法求解結(jié)束,可以得到所要求的儲(chǔ)能容量配置的參數(shù)。
遺傳算法為全局優(yōu)化算法,其對(duì)于求解多目標(biāo)函數(shù)、混合非線性問(wèn)題有其顯著的優(yōu)點(diǎn),但其求得的優(yōu)化解一般不為*優(yōu)解,一般為*優(yōu)解附近的職值,在收斂性以及求解速度方面都存在局限性。對(duì)此,國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)遺傳算法應(yīng)用在分布式儲(chǔ)能規(guī)劃問(wèn)題上展開(kāi)研究,表2歸納了遺傳算法求解的標(biāo)丞數(shù)、改進(jìn)之處以及目前在應(yīng)用方面的側(cè) 。
圖3遺傳算法流程圖
分析表2可以看出,目前應(yīng)用遺傳算法來(lái)解決分布式儲(chǔ)能規(guī)劃的選址定容問(wèn)題,其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要考慮儲(chǔ)能容量配置的經(jīng)濟(jì)性方面或者以經(jīng)濟(jì)性為主體的多目標(biāo)函數(shù),目前改進(jìn)的方向主要有:
. 與其他智能算法相結(jié)合,通過(guò)算法之間的嵌入來(lái)改善遺傳算法的收斂性以及收斂速度;
. 改進(jìn)遺傳算法中的選擇、交叉以及變異因子,使其更科學(xué),更具適用性;
. 在使用遺傳算法優(yōu)化前,對(duì)種群個(gè)體適應(yīng)度進(jìn)行排序,選取適用度高的個(gè)體做初代種群。
3.2.2群智能優(yōu)化算法
群智能算法源于自然群體通過(guò)合作方式覓食的行為研究,每個(gè)具有經(jīng)驗(yàn)和智慧的個(gè)體通過(guò)相互作用機(jī)制形成強(qiáng)大的群體性智慧,以此解決復(fù)雜的問(wèn)題,目前常見(jiàn)的應(yīng)用在分布式儲(chǔ)能容量配置領(lǐng)域中的群智能優(yōu)化算法有:蟻群算法、粒子群算法、菌群算法、蛙跳算法、狼群算法、鯨魚(yú)算法等。其中,粒子群算法(particleswarmoptimization,PSO)因?yàn)槿菀?、精度高、收斂快等?yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能容量配置等方面。
粒子群算法的核心思想是利用群體中個(gè)體對(duì)信息的共享,使得整個(gè)群體的運(yùn)動(dòng)在問(wèn)題求解空間中產(chǎn)生從無(wú)序到有序的演化過(guò)程,從而獲得問(wèn)題的*優(yōu)解,粒子群算法中兩大核心公式為速度更新公式與位置更新公式,即:
粒子群算法應(yīng)用在分布式儲(chǔ)能容量配置方面,其主要的流程如圖4所示,首先需要確定區(qū)域配電網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù),確定儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景,選取儲(chǔ)能配置參數(shù)作初始化粒子群,初始化粒子位置向量和速度向量,計(jì)算粒子的目標(biāo)函數(shù)值,種群速度主要受慣性權(quán)重和學(xué)習(xí)因子參數(shù)影響,學(xué)習(xí)因子影響多維度尋優(yōu)效率,慣性權(quán)重大小與全局搜索能力正相關(guān),ω取值較大時(shí)有利于全局搜索,使得PSO算法收斂速度更快;ω取值較小時(shí)則更有利于局部搜索,使得PSO算法收斂精度更高。
PSO算法有迭代簡(jiǎn)單、利用群體智能進(jìn)行優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)中分布式儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置中。
圖4PSO優(yōu)化算法流程圖
分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置的應(yīng)用場(chǎng)景很多,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景下的求解需要選擇合理的算法,各類(lèi)算法具有各自的優(yōu)缺點(diǎn),需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),使之更好地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解,目前主要應(yīng)用的智能算法,如遺傳算法和粒子群算法,依然有計(jì)算量大、易落入局部*優(yōu)等缺點(diǎn),對(duì)此類(lèi)算法進(jìn)行改進(jìn)并使之在儲(chǔ)能優(yōu)化配置問(wèn)題中有更好的收斂性與效率是目前的研究 。
4.Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)
4.1系統(tǒng)概述
安科瑞儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)Acrel-2000ES,專門(mén)針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能柜、儲(chǔ)能集裝箱研發(fā)的一款儲(chǔ)能EMS,具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在 應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。
4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000ES,可通過(guò)直采或者通過(guò)通訊管理或串口服務(wù)器將儲(chǔ)能柜或者儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部的設(shè)備接入系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:
4.3系統(tǒng)功能
4.3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)人機(jī)界面友好,能夠顯示儲(chǔ)能柜的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息,如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。
4.3.2設(shè)備監(jiān)控
系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。
PCS監(jiān)控:滿足儲(chǔ)能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置;運(yùn)行模式設(shè)置;實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示;實(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
BMS監(jiān)控:滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置;實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測(cè);實(shí)現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。
空調(diào)監(jiān)控:滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測(cè),可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié),并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù),以曲線形式進(jìn)行展示。
UPS監(jiān)控:滿足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測(cè)。
4.3.3曲線報(bào)表
系統(tǒng)能夠對(duì)PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。
4.4.3.4策略配置
滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價(jià)參數(shù)與時(shí)段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。
4.3.5實(shí)時(shí)報(bào)警
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)?chǔ)能充放電越限、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。
4.3.6事件查詢統(tǒng)計(jì)
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
4.3.7遙控操作
可以通過(guò)每個(gè)設(shè)備下面的紅色按鈕對(duì)PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制,但是當(dāng)設(shè)備未通信上時(shí),控制按鈕會(huì)顯示無(wú)效狀態(tài)。
4.3.8用戶權(quán)限管理
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫(kù)修改等)。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
5.相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單
設(shè)備 | 型號(hào) | 圖片 | 說(shuō)明 |
儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng) | Acrel-2000ES |
| 實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,統(tǒng)計(jì)分析、異常告警、優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等; 策略控制:計(jì)劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等。 |
觸摸屏電腦 | PPX-133L |
| 1)承接系統(tǒng)軟件 2)可視化展示:顯示系統(tǒng)運(yùn)行信息 |
交流計(jì)量表計(jì) | DTSD1352 |
| 集成電力參量及電能計(jì)量及考核管理,提供各類(lèi)電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。具有諧波與總諧波含量檢測(cè),帶有開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能,并具備報(bào)警輸出。帶有RS485 通信接口,可選用MODBUS-RTU或 DL/T645協(xié)議。 |
直流計(jì)量表計(jì) | DJSF1352 |
| 表可測(cè)量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等;具有紅外通訊接口和RS-485通訊接口,同時(shí)支持Modbus-RTU協(xié)議和DLT645協(xié)議;可帶繼電器報(bào)警輸出和開(kāi)關(guān)量輸入功能。 |
溫度在線監(jiān)測(cè)裝置 | ARTM-8 |
| 適用于多路溫度的測(cè)量和控制,支持測(cè)量8通道溫度;每一通道溫度測(cè)量對(duì)應(yīng)2段報(bào)警,繼電器輸出可以任意設(shè)置報(bào)警方向及報(bào)警值。 |
通訊管理機(jī) | ANet-2E8S1 |
| 能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總;提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)功能;實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),可多鏈路上送平臺(tái)據(jù)。 |
串口服務(wù)器 | Aport |
| 功能:轉(zhuǎn)換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù),反饋到能量管理系統(tǒng)中。1)空調(diào)的開(kāi)關(guān),調(diào)溫,及斷電(二次開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn));2)上傳配電柜各個(gè)空開(kāi)信號(hào);3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等;4)接入電表、BSMU等設(shè)備 |
遙信模塊 | ARTU-KJ8 |
| 1)反饋各個(gè)設(shè)備狀態(tài),將相關(guān)數(shù)據(jù)到串口服務(wù)器;2)讀消防1/0信號(hào),并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(關(guān)機(jī)、事件上報(bào)等);3)采集水浸傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(水浸信號(hào)事件上報(bào));4)讀取門(mén)禁程傳感器信息,并轉(zhuǎn)發(fā)給到上層(門(mén)禁事件上報(bào))。 |
6.結(jié)束語(yǔ)
新型電力系統(tǒng)中新能源占比越來(lái)越大,給電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量帶來(lái)很多問(wèn)題和挑戰(zhàn),通過(guò)合理規(guī)劃分布式儲(chǔ)能,不僅可以促進(jìn)新能源的消納,還可以提升電網(wǎng)穩(wěn)定持續(xù)供電能力。本文針對(duì)分布式儲(chǔ)能的優(yōu)化配置問(wèn)題展開(kāi)深入研究,根據(jù)分布式儲(chǔ)能的不同應(yīng)用場(chǎng)景,構(gòu)建了完善的優(yōu)化配置模型,同時(shí)從模型搭建和優(yōu)化算法選擇2方面進(jìn)行研究歸納,得到以下結(jié)論:
1)通過(guò)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性方面目標(biāo)函數(shù)的研究,得出目前存在的儲(chǔ)能成本較高、 期長(zhǎng)等問(wèn)題,需要相關(guān)部門(mén)制定相應(yīng)政策進(jìn)行引導(dǎo)調(diào)節(jié),例如在建造分布式儲(chǔ)能初期給予投資方一定比例的獎(jiǎng)勵(lì)以降低投資成本,在電網(wǎng)調(diào)度中優(yōu)先調(diào)用已投運(yùn)的分布式儲(chǔ)能以減短 期。
2)現(xiàn)有的分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置模型一般從經(jīng)濟(jì)性和可靠性2方面選取目標(biāo)函數(shù),且優(yōu)化目標(biāo)一般較為單一,下一步應(yīng)考慮加入其他方面的優(yōu)化目標(biāo),例如環(huán)保性和能源利用率等,并考慮將其轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)性、可靠性2方面的目標(biāo)函數(shù);此外,對(duì)于多目標(biāo)優(yōu)化中各目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重應(yīng)根據(jù)具體場(chǎng)景進(jìn)行合理分配。
3)隨著分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置的研究更加深入,會(huì)出現(xiàn)更多類(lèi)型的優(yōu)化指標(biāo),因此不僅要完善目標(biāo)函數(shù)體系,還要對(duì)現(xiàn)有的優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn),提高方法 度和適用性,使得優(yōu)化結(jié)果具有更高的可信度。
參考文獻(xiàn)
[1]李建林,姜冶蓉,馬速良,崔宜琳,郭霄宇.新型電力系統(tǒng)下分布式儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景與優(yōu)化配置.2024
[2]張光儒,任浩棟,馬振祺,等.提升配電網(wǎng)承載力和調(diào)節(jié)能力的整縣分布式光伏儲(chǔ)能配置方法[J].電氣技術(shù),2022,23(11):49-55,61.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.
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