PDF《应对区域供电线路故障的多功能复合储能优化配置方法》

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a e p s - i n f o . c o m 应对区域供电线路故障的多功能复合储能优化配置方法 周博1 ,宋明刚2 ,黄佳伟3 ,艾小猛1 ,姚伟1 ,文劲宇1 ( 1.强电磁工程与新技术国家重点实验室( 华中科技大学) ,湖北省武汉市

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7 4;

2.国网辽宁省电力有限公司,辽宁省沈阳市

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0 6;

3.国网辽宁省电力有限公司大连供电公司,辽宁省大连市

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0 0 ) 摘要:区域供电线路故障会使部分线路出现短时拥塞, 同时区域内重要负荷供电不足, 导致大量切 机和切负荷.针对这一问题, 提出一种应对区域供电线路故障的多功能复合储能优化配置方法. 该配置方法考虑了各发电单元在线路故障发生后的响应时间, 优化配置功率型储能和切除部分非 关键性负荷以缓解线路短时拥塞.考虑重要负荷在故障检修期间的供电需求指标, 在已有功率型 储能基础上, 协调优化配置能量型储能以保障区内重要负荷供电.最后, 以复合储能整体投资费用 最小为优化目标, 结合实际电力系统算例进行了仿真, 对影响配置结果的关键参数进行了灵敏度计 算, 深入分析了复合储能优化配置的相关原理, 验证了所提模型和方法的正确性. 关键词:优化配置;

复合储能;

电网阻塞;

供电需求;

重要负荷 收稿日期:

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修回日期:

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2 2. 上网日期:

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0 6. 国家电网公司总部科技项目 面向电网的储能电站优化配置 及控制策略研究 .

0 引言 全球气候变化导致极端天气 频发, 如台风、 暴雨、 冰灾等, 可引发大范围电网设备和线路故障, 造 成大面积停电事故[

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2 ] .其很多事故的发生, 往往是 电网某一个关键元件或多个元件发生故障, 造成电 网潮流大范围转移, 导致其他元件( 如设备或线路) 也超过其运行极限, 从而导致大量的切机切负荷, 甚 至是电网解列[

3 - 4] . 其中有两类切机切负荷问题值得关注, 一类是 线路故障后, 电网短期阻塞引发系统热稳定问题, 导 致大量的切机切负荷.对于该类问题, 文献[

5 ] 考虑 超短期预测数据, 并结合阻塞管理分析, 确定满足安 全稳定约束的线路增容容量, 缓解输电线路阻塞;

随 着柔性交流输电系统( F A C T S) 元件在电网中应用 的增长, 文献[

6 ] 利用储能型 F A C T S元件调整系统 潮流, 抑制连锁故障持续发生, 一定程度上减少切机 切负荷量;

文献[

7 ] 提出了一种计及分布式储能的故 障后多阶段校正控制策略, 可保障调度员在调度传 统发电机组之前系统安全可靠运行.另一类则是区 域供电线路故障后, 由于区内供电电源不足, 导致区 域内重要负荷无法保证供电.对于该类问题, 文献 [

8 ] 提出了一种适用于解列后局部孤网的低频低压 切负荷和过频切机配置方案, 防止局部电网在断面 解列后全停事件的发生;

文献[

9 ] 提出用储能辅助暂 稳紧急控制的方法, 起到紧急功率支撑作用;

文献 [

1 0 ] 评估了微电网在极端天气条件下的重要负荷持 续供电能力, 指出储能元件对微电网离网运行有着 至关重要的作用;

文献[

1 1] 以保证供电区域内重要 负荷在一定时限内独立供电为前提, 并以储能全寿 命周期内的年投资回报率最大为目标, 研究了储能 系统的最优配置.综上所述可以看出, 储能具有紧 急功率支撑和重要电源的功能, 可在缓解线路故障 后潮流越限问题的同时, 满足区域重要负荷在线路 故障检修期间的供电需求.然而目前还没有能同时 满足功率和能量需求且较为经济的储能技术[