PDF《利用储能系统提升电网电能质量研究综述》

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a e p s - i n f o . c o m 利用储能系统提升电网电能质量研究综述 李建林1 ,袁晓冬2 ,郁正纲3 ,葛乐1,

4 ( 1.新能源与储能运行控制国家重点实验室( 中国电力科学研究院有限公司) ,北京市

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9 2;

2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏省南京市

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0 3;

3.国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司,江苏省连云港市

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0 4;

4.南京工程学院电力工程学院,江苏省南京市

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6 7 ) 摘要:近年来, 电力电子装置的广泛应用和可再生能源的高渗透接入已严重影响了电网的电能质 量.储能系统作为电网中重要的能量调节环节, 为提升电网电能质量提供了新的思路.首先, 概述 了不同类型储能的典型应用场景, 针对电源、 电网和用户侧储能应用特点, 分析了其兼用于电网电 能质量提升的可行性;

其次, 分别评述了储能系统用于解决电网稳态和动态电能质量问题的研究现 状及发展趋势;

提出了一种新型串并联并网结构的混合储能系统, 在实现常规与电网能量交互的同 时, 可有效解决电网综合电能质量问题.最后, 结合典型示范工程, 对需进一步深入研究和探索的 问题进行了探讨. 关键词:电能质量;

储能;

串并联并网结构;

示范应用 收稿日期:

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修回日期:

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2 0. 上网日期:

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0 6. 国家自然科学基金资助项目(

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8 9 ) ;

国家电网公司总部 科技项目(

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1 C) .

0 引言 随着经济社会的发展, 全社会对电能质量的要 求越来越高.非线性、 冲击性负荷, 尤其是电力电子 变换装置的广泛应用, 造成电网电能质量问题日益 凸显.分布式电源因其靠近用电负荷的特点, 带来 的危害更加严重[ 1] . 电能质量提升的传统手段包括有载调压变压 器、 并联电容器组、 电阻―电感―电容( R L C) 滤波器 等.这类设备原理简单, 建设和运维费用均较低, 但 在应用中存在较多不足[ 2] .对电力电子电路而言, 电能质量危害与调节是对立而又紧密相关的2个方 面, 应用先进的测量与控制技术, 则可以将影响危害 转化为治理调节.电力电子类电能质量调节设备包 括: 动态电压恢复器(DVR) 、 有源电力滤波器(APF) 、 静止同步补偿器 ( S T AT C OM) /静止无功发生器( S VG) 等.其中, D V R 串联于电网中, 补偿 暂降所需电压;

A P F和STAT C OM / S VG 并联于电 网中, 补偿电网谐波和无功电流.电力电子类电能 质量调节设备补偿精度高、 范围大, 控制灵活, 但成 本较高, 尚难以大面积普及应用. 除上述电能质量调节设备外, 采用电压源换流 器( V S C) 并网的光伏系统、 风电机组、 储能应用于电 网电 能质量提升, 业已成为当前的研究热点[

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1 2] . 相对而言, 储能系统提升电网电能质量主要有以下 两方面的优势: 首先, 电网的峰谷差加剧、 高渗透可 再生能源的随机性和波动性均驱动了储能系统在电 力系统中的规模化配置和运行, 提升电能质量可以 作为储能系统 一机多用 功能的一部分;

其次, 储能 系统在变流器提供广义无功两象限调节的同时, 储 能本体可提供有功的两象限调节能力, 使其不仅可 以实现 A P F 和STAT C OM 功能, 而且对于解决电 阻不可忽略的中低压配电网的电压质量问题也具有 难以替代的作用[