主动配电网的储能系统的多目标优化配置

陈志

摘要：分布式电源接入配电网不仅存在效率问题，还会给配电网带来安全和經济问题，但是若采用分布式储能就可以解决这个问题，储能系统如何配置就是一个值得研究的课题。通过研究储能系统在配电网优化的现状，储能系统对电网调整功率波动、改善电压质量都起着重要作用。主动配电网储能系统能否实现对电网的可再生能源利用和电网优化一般取决于主动配电网的储能系统是否科学、系统、合理。这篇论文笔者认为优化配电网的储能系统配置模型必须满足经济效率最大化。笔者认为不仅要解决多目标优化问题，还要保证以最低的运行成本，构建最优的储能配置，以下对其进行简要分析。

关键词：主动配电网分析;具体模型;储能系统;多目标优化配置;

1引言

近几年来，全球资源、气候变暖、冰川融化等环境恶化问题日益突出。具有绿色环保、高效方便等特点的绿色可再生资源得到越来越多人的青睐，比如分布式电源中主动配电网技术得到了开发和发展，给分布式能源的推广创造了基础条件，这也是智能配电网的发展趋势所在，未来能源的发展趋势肯定是满足绿色环保又不存在资源枯竭，为了解决环境恶化和资源枯竭的问题就要优化主动配电网的储能系统。主动配电网要想实现灵活调节分布式能源以及优化网络运行就要优化储能系统的配置，该配置直接影响到主动配电网对于分布式能源能力和网络运行的经济效益。这篇论文将主要研究优化主动配电网的储能配置， 解决储能系统的配置问题， 最大效益的发挥储能系统对主动配定网的积极作用。优化配置可以先研究储能系统的选址，综合考虑主动配电网的线路、容量、负载能力来解决选址问题。笔者旨在例举出以下优化主动配电网的储能配置具体策略，争取实现让储能系统对主动配电网的作用最大化。

2分析储能系统对于主动配电网的作用

将大量分布式储能系统接入主动配电网会导致系统的运行不协调，特别是可再生能源在输出时存在波动性和随机性又会增加操作人员的操作难度。对主动配电网的储能系统进行多目标优化不仅仅是调整联络开关，操作人员还得优化储能系统的功率调节，使其可以灵活调整确保可以和分布式能源输出功率相协调，优化储能系统的网络，使网络运行流畅确保电能输出稳定。

1.      可以改善电荷负荷特性

在配电网里储能系统如何改善电荷负荷特性？工作原理是在负荷达到高峰时通过放电降低峰值，负荷在低谷时通过充电升高谷值，这样就可以达到改善负荷特性的作用。储能系统接入后调节负荷的峰谷值效率受到储能系统接入的总能量影响，一般情况下接入总能量越大，削峰填谷的效果就越显著，对于峰谷调整的程度也就越大，但是存在一个上限，若是总能量过高会导致馈线峰谷差为零，所以对接入的能量要严格控制。

2.      可以提高电压质量

在将储能系统引入主动配电网， 可以起到控制分布式电源的功率波动，改善波动的不规则。如果波动不规则会导致系统频繁不规则启停，那么配电网对用户供电的质量就会受到影响，为了提升输出电压质量，接入储能系统是很有必要的。

3.      提供功率主动调节能力

因为电网中的储能系统具有两种功能，它可以放电也可以充电，而且在这个过程里可以存储一定的能量，为后面配电系统起备用作用，备用能量用途广泛。功率主动调节能力分为正调节能力和负调节能力，具体来说是供电能力和蓄电能力。储能系统可以给配电网主动赋予灵活的调节能力，体现了系统的主动性。但是储能系统赋予的主动配电网的功率主动调节能力受两个因素制约，一个因素是储能系统自身的能量限制，另一个因素是受节点电压和支路电流的影响， 因此储能系统的选址位置是很重要的。储能系统赋予的功率主动调节能力是通过给配电网充电、放电达到的，具体描述充放电就是储能系统给配电网的最大供电能力和最大蓄电能力。

储能系统提供的最大供电能力：是指电力系统在满足一定的安全约束条件后可传输的最大功率，功率是衡量储能系统的最大供电能力的标准，也就是最大正调节能力。

最大蓄电能力： 是指在满足一系列的安全限制条件可存储的最大能量，在紧急情况下可以用作备用能源，吸收配电网的最大功率就是最大负调节能力。

3主动配电网的储能系统的多目标优化配置模型

在对储能系统进行优化时， 构建模型时不但考虑填峰削谷的效益，而且要考虑电压的综合质量和功率主动调节能力。储能优化选址应该合理，电压节点和额定电压尽可能接近，保证电网系统稳定运行。例如在节点的电压偏移大时，选取该节点作为储能系统的建设位置时要让在允许的误差范围内。对于储能系统的容量配置时要满足节点电压下系统的最低运行成本。

在对主动配电网的储能系统进行多目标优化配置时，不仅要满足地理位置和容量配置还要满足下列特殊限制条件：

1、目前市面上存在的储能系统，工厂在生产时大多数采用电池储能，因为电池储能是采用模板化的设计和密封，所以储能系统的储能单元必须是离散独立的。

2、为了减少储能系统对主动配电网的运行影响，因此储能系统的每个节点的储能单元容量值应该有所限制要求，不能超过。

3、因为储能系统的建设和安装都是需要高额资金的，还有上级电网造成的影响， 因此储能系统的总容量值不能超过上级电网容量的四分之一。因为储能的建设成本是由能量容量和功率大小决定的，所以要在考虑容量和效率最大化时也要经济成本最小化。

4总结

这篇论文主要研究了如何对主动配电网的储能系统进行优化配置，在构建模型时要满足提升削峰填谷能力、电压质量和功率主动调节能力这三个目标，确保电力系统的安全、稳定运行。

参考文献：

[1]. 尤毅， 刘东， 钟清， 等. 主动配电网储能系统的多目标优化配置[J]. 电力系统自动化，2014（18）.

[2]. 陈雪琨， 孙祥云. 主动配电网储能系统的多目标优化配置 [J]. 军民两用技术与产品，2015，000（022）：199-199，212.

[3].刘伟， 吴康， 丁志强. 主动配电网储能系统多目标的优化配置[J]. 工程技术：文摘版，2016，000（002）：00126-00126.