储能技术在配电网扩容问题方面的应用研究

秦川

摘 要：储能系统在配电网中的应用比较广泛，文中分析了储能系统的组成结构，并且简单设计了一些所用到的部件。在这个基础之上进行变流器的控制，进而使得储能工作在一定条件下对电能进行转换。

关键词：储能系统；配电网；变流器；电能转换

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.173

随着经济社会的发展，人们对于电量的需求以及质量要求不断提高，城市的配电系统不足以满足城市用电量的需求，必须进行容量扩大。但是一些传统电线线路的扩容存在风险，供电设备利用率低等问题。在配电网中运用储能系统，并且对系统进行控制，配备小型的储能系统，在以后的一段时间里，可以实现安全供电。本文对配电扩增容积以及储能系统的组成构造、控制决策等进行了简单的介绍。

1 储能系统的组成结构

1.1 储能设备的分类

当前阶段储能设备的分类为：机械化学储能和电储能。机械化学储能就是通过蓄电池进行化学能和电能的转化。这种技术已经在市场中成熟运用，现阶段锂电池相对于蓄电池来说，具有相对较多的优点，比如体积小、容量大、寿命长、安全系数高、电压高、充电速度快、环保等特点。因此锂电池构成的储能系统的运用较为广泛。

1.2 储能系统的变流器选择

现阶段大多数储能设备都是直流配备，但是电力系统大多数为交流設备，因此在实际操作过程中可以使用一些变流器进行直交电能的转换。根据以上情况可以设计符合实际情况的变流器，包括直流电压型变流器、直流电流型变流器等。增加电压，就会使得电压的输出降低，在这个过程中会消耗很多功率，增加网络消耗，使得输出的电压有着较大的误差，这对于变流器的合并。在以往的单电滤波器上扩增电容的分路，所以电容和电感构成的通路可以减小电阻力。在实际操作过程中应尽可能减小电感，减小输出阻力，电容值越大，对高信号的过滤效果越好，但是电容的增加会增大各支路电流的相差，因此不能将电容选的过高过大。在滤波器中加入电感设备，能够与电容相互协调配合，可以实现对开关电流的电阻力，并对电流实行分流，从而保证过滤效果。但是直流电流基本不受影响，电路中这些设备的作用仅仅是改变了路径，交流侧输出的电压因阻力情况的不同而不同。直流如果与大的电容相联，电容值的大小决定了直流的功能，电容值比较大的话，直流相当于是电压源。市场上现有的变流器各有优点，对于直流电储能设备来说，可以省去一些中间的电路消耗，并且容易控制，但笔者更提倡使用蓄电池作为储能设备，直流电流由多个蓄电池串联而成，这就相当于一个电源，这样更适合电源型变流器。蓄电池有着组成构造简单，储能大，反应迅速，方便控制等优点，由此可见，蓄电池储能具有良好的效果。

1.3 交流电流侧的设计

以往使用的变流器会对储能系统造成一定的伤害，比如出现杂波污染等情况，还会影响供电量的整体质量，因此在交流电流侧应消除一定的杂波。在对除波器进行选择时，不仅要考虑其对杂波的抑制能力，还应考虑到除波器也对于输出的电阻产生一定的影响，为了使得除波器有着较好的抑制能力并且有较低的输出电阻，设计一款符合要求的除波器。蓄电池在不同状态下工作时，采用不同的参考值。蓄电池内部要采用交流电输出电流，使得变流器在一般的工作状态下，将内部生成的电流与外部电流进行比较，经过人为控制消除误差。

1.4 进行储能系统的构造设计

蓄电池的是由许多个单元组成，在使用过程中测量电池温度，电压，电阻，蓄电池的管理系统能很好的反映出蓄电池的状态，蓄电池的管理系统可以对蓄电池的使用状态进行监控和控制，在蓄电池出现障碍时，可以立即将有故障的电池隔离，防止对其他电池造成危害，并且可以利用变流器控制供电系统，供电网的管理系统可以对供电网的电压，电流及一些重要参数进行控制，使得变流器在一些非正常状况下能够顺利工作。

2 总结

现阶段供电系统存在诸多问题，供电系统的最基本要求就是安全、环保、经济等，也是未来供电系统发展的最终目标。但是随着全球经济的快速发展，电力系统正在发生着大的变化，主要存在的问题有：储电容量小，杂波污染严重，环境污染大，人们对供电的要求也越来越高。为了提高配电系统的的供电质量，储电技术得到了越来越多的推广。现阶段的储能技术能够把用电和发电分离开，用电和发电的不平衡将会影响电网的使用和控制。

本文通过分析储能技术在配电网扩容中的应用，更加验证了在配电网中增加储能系统的必要性和紧迫性，通过一些分析了解了适用于配电网的储能系统，设计一款变流控制系统。变流器内采用双环控制，外部采用直流电储备系统以控制电流的平衡，蓄电池在工作状态时，采用直流电控制时，储能设备恒定放电，此时蓄电池在放电。任何一点点微小的变化都会导致蓄电池的工作不稳定，通过发电设备可以对这个现象进行有效的控制。要将这些符合供电需求的储能设备应用到实际工作中，储能装置大并且反应速度快就能够保证在任何情况下运行功率的平衡，避免系统事故和供电障碍的发生。

参考文献：

[1]周林，黄勇，郭珂等.微电网储能技术研究综述[J].电力系统保护与控制，2011，39（07）：147-152.

[2]彭晓涛，程时杰，王少荣等.一种新型的电流源型变流器PWM控制策略及其在超导磁储能装置中的应用[J].中国电机工学报，2006，26（22）：60-66.

[3]王海波.三相PWM变流器的研究[D].天津：天津大学，2011.

[4]仇志凌.基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究[D].杭州：浙江大学，2009.

[5]黄守道，张铁军，陈颖等.一种三相PWM 整流器控制方法研究[J].电气应用，2005，24（03）：110-113.

[6]卢胜利，鞠文耀，贾中璐.一种双向储能变流器并网控制策略研究[J].电力电子技术，2013，47（06）：41-43.