安科瑞 劉邁

　　摘 要：針對(duì)光伏發(fā)電的隨機(jī)性,、波動(dòng)性,、間歇性特征,研發(fā)了分布式光伏與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略,并在鎮(zhèn)江地調(diào)開展分布式電源光儲(chǔ)協(xié)控試點(diǎn)應(yīng)用，開展光儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制策略研究,，實(shí)時(shí)采集分布式光伏電站、儲(chǔ)能電站,、試點(diǎn)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù),，根據(jù)氣象信息預(yù)測(cè)光伏出力,，實(shí)時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能出力，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能對(duì)分布式電源功率波動(dòng)的平抑,。

　　關(guān)鍵詞：分布式光伏,；儲(chǔ)能；協(xié)調(diào)控制,；告警策略

　　0引言

　　目前鎮(zhèn)江地區(qū)光伏發(fā)電屬于隨機(jī)性,、間歇性電源，出力存在較大的波動(dòng)性,。因此大量的分布式光伏發(fā)電接入電網(wǎng)會(huì)嚴(yán)重降低負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,，造成電網(wǎng)波動(dòng)，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,。鎮(zhèn)江于2018年建成投運(yùn)8座電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站,，儲(chǔ)能電站具備靈活的充放電能力，能夠毫秒級(jí)實(shí)現(xiàn)充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,。儲(chǔ)能的運(yùn)行特性可有效平滑分布式電源的波動(dòng)性,。針對(duì)光伏發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性,、間歇性特征,，對(duì)分布式光伏進(jìn)行有效的有功無功控制，提高分布式光伏的靈活性,，是保障含大量分布式光伏的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段,。發(fā)揮儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)作用，通過光儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制,，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能平抑分布式光伏出力波動(dòng),，是提高分布式光伏的可觀性和可控性的有效手段。

　　1策略描述

　　1.1數(shù)據(jù)架構(gòu)鏈路

　　在整體數(shù)據(jù)匯集方面通過現(xiàn)有電網(wǎng)模型擴(kuò)展10千伏的分布式電站模型,，并實(shí)現(xiàn)圖模一體管理,；分布式光伏控制平臺(tái)獲取實(shí)時(shí)處理計(jì)算的模型，并完成從地區(qū)調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)接入運(yùn)行實(shí)時(shí)信息并下發(fā)控制指令,。

圖1 數(shù)據(jù)流向圖

　　如圖1所示,，鎮(zhèn)江光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源主要有兩個(gè)：1區(qū)調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)，3區(qū)新能源管理系統(tǒng),。其中新能源管理系統(tǒng)主要提供分布式光伏區(qū)域超短期功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),。光儲(chǔ)協(xié)控命令通過光纖專線通道下發(fā)。

　　1.2控制策略流程

　　綜合考慮上一時(shí)間間隔的儲(chǔ)能出力,、儲(chǔ)能SOC值,，以及預(yù)測(cè)的下一時(shí)間間隔分布式光伏總出力，對(duì)下一時(shí)間儲(chǔ)能出力進(jìn)行計(jì)算,，當(dāng)光伏變化為正且儲(chǔ)能SOC在可行范圍時(shí),，儲(chǔ)能吸收電能,，當(dāng)光伏變化為負(fù)且儲(chǔ)能SOC在可行范圍,，儲(chǔ)能設(shè)備放電,。同時(shí)考慮儲(chǔ)能設(shè)備充放電功率約束，當(dāng)SOC即將越限,，考慮SOC補(bǔ)償算法,，并增加了儲(chǔ)能指令延時(shí)的補(bǔ)償算法[1]。

　　2策略特點(diǎn)

　?。?）本策略保留原有儲(chǔ)能電站及調(diào)度通道,、安全策略不變動(dòng)，光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)與D5000前置系統(tǒng)通過104規(guī)約進(jìn)行通信,。上行通道將儲(chǔ)能電站遙測(cè),、遙信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)；同時(shí),，光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)通過該接口將遙調(diào)遙控命令由D5000前置系統(tǒng)下發(fā)給儲(chǔ)能電站,，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電站的充放電控制。

　?。?）儲(chǔ)能控制策略修正了對(duì)指令時(shí)滯的預(yù)補(bǔ)償量計(jì)算,，從控制策略層面，在計(jì)算出儲(chǔ)能指令后,，按預(yù)測(cè)原理給儲(chǔ)能指令增加延時(shí)補(bǔ)償量以提高數(shù)據(jù)同步性,。減小了時(shí)滯對(duì)濾波效果的影響。

　?。?） 儲(chǔ)能控制策略修正了SOC水平控制策略,，設(shè)置SOC在25%-75%中時(shí)采用濾波控制策略，當(dāng)達(dá)到此邊界時(shí)就切換為限制光伏*大變化率的SOC修正充放電控制,，在維持光伏發(fā)電波動(dòng)量不超過給定的*大值的前提下,，執(zhí)行電池充放電，快速修正SOC回到濾波控制范圍中,。

　　3應(yīng)用實(shí)例

　　在試運(yùn)行期間,，省調(diào)暫時(shí)退出試點(diǎn)區(qū)域電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的有功控制，由分布式電源光儲(chǔ)協(xié)控系統(tǒng)進(jìn)行光儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制,。根據(jù)光伏的出力情況,，實(shí)時(shí)調(diào)整儲(chǔ)能電站出力，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能對(duì)分布式電源功率波動(dòng)的平抑分析,，面向電網(wǎng)需求削峰填谷等功能,。

圖2 光伏與光儲(chǔ)協(xié)控混合出力曲線

　　光伏與光儲(chǔ)協(xié)控混合出力曲線如圖2所示，從圖中可見,，經(jīng)光儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制后的出力曲線較為平滑,，波動(dòng)率明顯降低,，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能對(duì)分布式電源功率波動(dòng)的平抑運(yùn)行。

　　4安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

　　4.1概述

　　Acrel-2000MG 儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能 電站研制的本地化能量管理系統(tǒng),，可實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數(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,、策略管理、歷史曲線等功能,。其中策略管理,，支持多種控制策 略選擇，包含計(jì)劃曲線,、削峰填谷,、需量控制、防逆流等,。該系統(tǒng)不 僅可以實(shí)現(xiàn)下級(jí)各儲(chǔ)能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理,，還可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào) 度系統(tǒng)和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級(jí)調(diào)度指令,，又可以 滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維,，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定,、可靠,、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　4.2應(yīng)用場(chǎng)景

　　適用于工商業(yè)儲(chǔ)能電站,、新能源配儲(chǔ)電站,。

　　4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

　　（1）實(shí)時(shí)監(jiān)管

　　對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管,，包含市電,、光伏、風(fēng)電,、儲(chǔ)能,、充電樁及用電負(fù)荷，同時(shí)也包括收益數(shù)據(jù),、天氣狀況,、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

　　對(duì)系統(tǒng)環(huán)境,、光伏組件,、光伏逆變器,、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲(chǔ)能電池,、儲(chǔ)能變流器,、用電設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,。

（3）功率預(yù)測(cè)

　　對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期,、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析,。

（4）電能質(zhì)量

　　實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。如電壓諧波,、電壓閃變,、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析及錄波展示,，并對(duì)電壓,、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（5）可視化運(yùn)行

　　實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守,，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,、智能化、便捷化管理;對(duì)重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控,。

（6）優(yōu)化控制

　　通過分析歷史用電數(shù)據(jù),、天氣條件對(duì)負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，并結(jié)合分布式電源出力與儲(chǔ)能狀態(tài),，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度,，以降低尖峰或者高峰時(shí)刻的用電量，降低企業(yè)綜合用電成本,。

（7）收益分析

　　用戶可以查看光伏,、儲(chǔ)能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù),，同時(shí)可以切換年報(bào)查看每個(gè)月的電量和收益,。

（8）能源分析

　　通過分析光伏、風(fēng)電,、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)電效率,、轉(zhuǎn)化效率，用于評(píng)估設(shè)備性能與狀態(tài),。

（9）策略配置

　　微電網(wǎng)配置主要對(duì)微電網(wǎng)系統(tǒng)組成,、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行設(shè)置,。其中策略包含計(jì)劃曲線,、削峰填谷,、需量控制、新能源消納,、逆功率控制等,。

5硬件及其配套產(chǎn)品

　　6結(jié)束語

　　光儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制策略的應(yīng)用，充分利用儲(chǔ)能與新能源的互補(bǔ)特性,，提升新能源消納能力,，提升儲(chǔ)能提供電網(wǎng)輔助服務(wù)的動(dòng)態(tài)性能，降低電網(wǎng)運(yùn)行成本,，助力分布式新能源全額消納,。基于分布式光伏的預(yù)測(cè)結(jié)果,，采用儲(chǔ)能電站進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)際出力與預(yù)測(cè)之間的差額,，將差額保障在調(diào)度運(yùn)行可接納的范圍之內(nèi)，降低電網(wǎng)運(yùn)行備用成本,。通過儲(chǔ)能濾除新能源發(fā)電波動(dòng)功率,，減小新能源對(duì)電網(wǎng)的影響。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]譚文娟,陳燕東.光儲(chǔ)直流微網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制方法[J].電源學(xué)報(bào),2018,16(2): 76-82

　　[2]楊苓,羅安,陳燕東.LCL型逆變器的魯棒延時(shí)補(bǔ)償并網(wǎng)控制方法及穩(wěn)定性分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2015,39(11):3102-3108

　　[3]米陽,吳彥偉.獨(dú)立光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)分層協(xié)調(diào)控制[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2017, 45(8): 37-44

　　[4]朱文韜,孫東杰,陳燕,姜正馳,岳帥,于曉蒙,劉昶,蔣煜.分布式光伏與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略的研發(fā)與應(yīng)用[J].能源科技,2020,09(08):381.

　　[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022年05版