王守相，王 凱，趙 歌

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平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的儲(chǔ)能配置與控制方法研究綜述

王守相1，王 凱1，趙 歌2

（1天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072；2國(guó)網(wǎng)天津市電力公司，天津 300010）

分布式電源出力的間歇性、隨機(jī)性以及電動(dòng)汽車充放電時(shí)空分布的不確定性，使有源配電網(wǎng)面臨嚴(yán)峻的功率波動(dòng)問(wèn)題。儲(chǔ)能系統(tǒng)是平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的有效技術(shù)手段。分析了有源配電網(wǎng)的內(nèi)涵及功率波動(dòng)問(wèn)題起源，介紹了適用于平抑功率波動(dòng)的多類型儲(chǔ)能技術(shù)特性，闡述了儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的技術(shù)現(xiàn)狀，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)功率和容量配置、優(yōu)化控制以及作為移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置的電動(dòng)汽車調(diào)度與控制。分析表明，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型選擇、合理配置與優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)了有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的平抑。最后在儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置方法與經(jīng)濟(jì)性分析、控制方法與諧波分析方面進(jìn)行了展望。

有源配電網(wǎng)；功率波動(dòng)；儲(chǔ)能系統(tǒng)；平抑波動(dòng)

高滲透率分布式電源和大量電動(dòng)汽車不斷接入配電網(wǎng)，已使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)展過(guò)渡到有源配電網(wǎng)[1]。風(fēng)速和光照強(qiáng)度具有天然的隨機(jī)性和間歇性，直接導(dǎo)致了風(fēng)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的波動(dòng)性[2-3]。電動(dòng)汽車既作為一種新興負(fù)荷，又作為一種移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能裝置，其充放電時(shí)空分布的不確定性，一定程度上也增加了有源配電網(wǎng)的功率波動(dòng)性[4]。有源配電網(wǎng)的功率波動(dòng)直接影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定和電能質(zhì)量，然而伴隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，先進(jìn)制造、精密加工、金融系統(tǒng)等重要行業(yè)用戶對(duì)配電網(wǎng)供電質(zhì)量的要求和依賴性越來(lái)越高，功率波動(dòng)需得到有效抑制。

有源配電網(wǎng)的功率波動(dòng)問(wèn)題主要來(lái)源于兩個(gè)方面：一是風(fēng)電、光伏系統(tǒng)輸出功率的波動(dòng)性，二是電動(dòng)汽車充放電的無(wú)序隨機(jī)性。隨著物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能等多類型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，儲(chǔ)能系統(tǒng)在平抑電力系統(tǒng)功率波動(dòng)方面的研究和應(yīng)用逐步趨于完善[5-6]。首先，針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)的研究工作，主要從兩方面開(kāi)展：一是研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置問(wèn)題，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行合理的選址和定容，在達(dá)到功率波動(dòng)平抑效果的同時(shí)保證經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)[7-8]；二是研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的控制方法和策略，通過(guò)有效地控制實(shí)現(xiàn)功率波動(dòng)平抑，并保持儲(chǔ)能系統(tǒng)良好的運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)其使用壽命[9-11]。其次，針對(duì)大量電動(dòng)汽車無(wú)序隨機(jī)接入而造成的功率波動(dòng)問(wèn)題，相關(guān)研究工作考慮到電動(dòng)汽車兼具負(fù)荷和移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置的雙重特性，通過(guò)智能化充放電管理及其與分布式新能源的協(xié)同調(diào)度與控制，降低對(duì)有源配電網(wǎng)的不利影響，充分發(fā)揮其有利價(jià)值[12-14]。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，其配置目標(biāo)和控制目標(biāo)不同，適用的配置方法和控制方法也不同。在平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域，本文綜合考慮以風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)為主的分布式電源和電動(dòng)汽車的影響，結(jié)合適用于平抑功率波動(dòng)的多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置與優(yōu)化控制方法研究，以及作為移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置的電動(dòng)汽車調(diào)度與控制方法研究，展示了儲(chǔ)能技術(shù)在平抑功率波動(dòng)方面發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

1 有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)

高滲透率分布式電源的接入使傳統(tǒng)配電網(wǎng)成為有源配電網(wǎng)。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，有源配電網(wǎng)中存在著高滲透率的分布式電源、大量的電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等多元化個(gè)體，并且相互滲透、交叉影響，使得有源配電網(wǎng)成為集電能靈活生產(chǎn)、輸送、分配與交互為一體的高維復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)[15]。圖1展示了含風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、普通用戶及電動(dòng)汽車的有源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖所示，有源配電網(wǎng)除了包含傳統(tǒng)電力用戶，還涵蓋了高滲透率分布式電源和電動(dòng)汽車等多元主體。首先，由于風(fēng)速和光照強(qiáng)度天然具有的間歇性和隨機(jī)性，使分布式電源出力具有強(qiáng)波動(dòng)性；其次，在對(duì)分布式電源的出力預(yù)測(cè)中，誤差在所難免；再次，網(wǎng)絡(luò)中電動(dòng)汽車的充放電具有時(shí)空分布不確定性。圖1同時(shí)展示了一天內(nèi)的風(fēng)速波動(dòng)曲線以及光照強(qiáng)度預(yù)測(cè)值曲線，這些不確定因素都增加了有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)性。通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理配置與有效控制，可對(duì)有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)起到良好的平抑效果。

圖1 有源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

有源配電網(wǎng)的功率波動(dòng)問(wèn)題主要源于風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的隨機(jī)性和間歇性，以及大規(guī)模電動(dòng)汽車充放電時(shí)空分布的不確定性。首先，針對(duì)風(fēng)電輸出功率的隨機(jī)性和間歇性，現(xiàn)有研究主要從兩方面進(jìn)行建模與不確定性分析：一是采用概率密度函數(shù)方法定量描述風(fēng)電功率特性[16-17]；二是采用馬爾可夫鏈模型等隨機(jī)序列分析方法[18-19]。其次，針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的隨機(jī)性和間歇性，文獻(xiàn)[20]定量分析了光伏出力的波動(dòng)水平，擬合了不同時(shí)間尺度下光伏出力波動(dòng)數(shù)據(jù)的多種概率分布函數(shù)。文獻(xiàn)[21]建立了太陽(yáng)輻射源、環(huán)境溫度、光伏陣列和并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)晴天條件下光伏電源對(duì)配電網(wǎng)電壓產(chǎn)生的逐時(shí)影響進(jìn)行了模擬。文獻(xiàn)[22]考慮風(fēng)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的波動(dòng)性，通過(guò)不確定性潮流計(jì)算定量分析了分布式電源對(duì)配電網(wǎng)功率波動(dòng)及電壓波動(dòng)的影響。大規(guī)模電動(dòng)汽車的并網(wǎng)具有時(shí)空分布的不確定性，其充放電的隨機(jī)性對(duì)電源容量、電能質(zhì)量、負(fù)荷平衡、環(huán)境等均具有一定影響[23]。針對(duì)大規(guī)模電動(dòng)汽車充放電時(shí)空分布的不確定性問(wèn)題，作為一種新興負(fù)荷，同時(shí)也是一種可移動(dòng)的分布式微儲(chǔ)能單元，電動(dòng)汽車具有一定的可控性并能夠與有源配電網(wǎng)形成靈活的能量交互，通過(guò)有效地調(diào)度與控制方法，大大降低其不利影響，發(fā)揮在有源配電網(wǎng)中的有利價(jià)值。文獻(xiàn)[4]對(duì)電動(dòng)汽車充電行為的不確定性進(jìn)行了分析，通過(guò)劃分充電負(fù)荷區(qū)域，建立了電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的時(shí)空分布模型，進(jìn)而研究了電動(dòng)汽車充電負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響。文獻(xiàn)[24]在電動(dòng)汽車建模分析中，不僅考慮了電池容量、充放電效率等自身特性，還考慮了用戶駕駛習(xí)慣的不確定性，包括旅程起止時(shí)間、停留時(shí)間及出行日程等。

儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)用可有效地平抑有源配電網(wǎng)中由于風(fēng)電、光伏等分布式電源以及電動(dòng)汽車等造成的功率波動(dòng)，通過(guò)有效的儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制方法，適時(shí)地吸收或釋放功率，平抑有源配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入功率的波動(dòng)性，從而提高有源配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，滿足高品質(zhì)供電需求。

2 適用于平抑功率波動(dòng)的多類型儲(chǔ)能技術(shù)特性

儲(chǔ)能技術(shù)按電能轉(zhuǎn)化的存儲(chǔ)形態(tài)，可以分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能3類[25]。其中物理儲(chǔ)能是機(jī)械能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化，主要有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能3種方式；化學(xué)儲(chǔ)能的主要方式是電池儲(chǔ)能，通過(guò)電池正負(fù)極的氧化還原反應(yīng)充放電，實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，常用的儲(chǔ)能電池有鋰電池、鉛酸電池和鈉硫電池等；電磁儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)化成電磁能儲(chǔ)存在電磁場(chǎng)中的儲(chǔ)能技術(shù)，主要有超導(dǎo)磁儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能兩種。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)按功率和能量特性，可以分為功率型和能量型儲(chǔ)能兩類。其中功率型儲(chǔ)能具有功率密度高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，能量密度小的特點(diǎn)，以超級(jí)電容器、飛輪儲(chǔ)能等為代表；能量型儲(chǔ)能具有能量密度大，循環(huán)壽命短，功率密度小的特點(diǎn)，以儲(chǔ)能電池、抽水蓄能等為代表。各種儲(chǔ)能技術(shù)的特性及應(yīng)用場(chǎng)景具體見(jiàn)表1所示。

儲(chǔ)能系統(tǒng)在平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)其技術(shù)特性，抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能具有較高的能量存儲(chǔ)能力，可以抑制長(zhǎng)時(shí)間尺度（小時(shí)級(jí)以上）的功率波動(dòng)。電池儲(chǔ)能具有較高的能量密度，可有效抑制較長(zhǎng)時(shí)間尺度（分鐘級(jí)到小時(shí)級(jí)）的功率波動(dòng)。而飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能具有功率密度大、響應(yīng)速度快、可在短時(shí)間內(nèi)頻繁充放電的特性，適宜抑制短時(shí)間尺度（秒級(jí)）的功率波動(dòng)。同時(shí)，依據(jù)平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)特性需求，可以選取多類型儲(chǔ)能進(jìn)行組合，運(yùn)用功能特性更加全面的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。

3 平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能配置與控制

3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)光出力波動(dòng)

3.1.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置

有源配電網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)位置與容量的優(yōu)化配置，直接決定功率波動(dòng)的平抑效果和經(jīng)濟(jì)性。在儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置方面的研究中，通常以儲(chǔ)能系統(tǒng)投資成本或全壽命周期綜合成本最低等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為目標(biāo)，以儲(chǔ)能的運(yùn)行特性和平抑分布式電源輸出功率波動(dòng)指標(biāo)為約束，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)位置和容量的最優(yōu)配置。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的全壽命周期成本是指在儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效使用期間所發(fā)生的所有相關(guān)成本，包括投資成本、運(yùn)維成本、置換成本、廢棄處置成本等[29]。現(xiàn)假設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命周期為年，置換次數(shù)為，基準(zhǔn)折現(xiàn)率為，建立儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命周期的通用成本模型見(jiàn)式(1)

表1 多類型儲(chǔ)能技術(shù)特性

有源配電網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置的約束條件一般包含以下幾點(diǎn)。

（1）節(jié)點(diǎn)功率平衡約束：

（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝約束：

（3）儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC約束：

（4）節(jié)點(diǎn)功率波動(dòng)約束：

（5）節(jié)點(diǎn)電壓約束：

（6）支路潮流約束：

（7）分布式電源出力約束：

現(xiàn)有研究中，文獻(xiàn)[11]從儲(chǔ)能系統(tǒng)類型選擇、功率和容量配置、平抑波動(dòng)控制算法和能量管理4個(gè)方面出發(fā)，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于平抑風(fēng)電出力波動(dòng)進(jìn)行了總結(jié)和歸納。文獻(xiàn)[26]通過(guò)配置混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，結(jié)合小波包分解法和模糊控制方法，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率波動(dòng)的平抑，平抑效果如圖2所示。傅里葉變換等頻譜分析方法也成功應(yīng)用到了儲(chǔ)能系統(tǒng)最優(yōu)功率和容量的配置中，結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC、充放電效率及分布式電源出力波動(dòng)等約束，經(jīng)驗(yàn)證將一風(fēng)電輸出功率最大波動(dòng)率由61.7%減至9.9%，將一光伏輸出功率波動(dòng)由27.3%減至1.62%[27-28]。文獻(xiàn)[29]以凈效益最高為目標(biāo)，提出了一種實(shí)時(shí)平抑風(fēng)電輸出功率波動(dòng)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。文獻(xiàn)[30]以儲(chǔ)能系統(tǒng)總?cè)萘亢筒▌?dòng)指標(biāo)為目標(biāo)，綜合考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏出力、負(fù)荷的時(shí)序配合，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)最優(yōu)選址和定容。儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，保證了分布式電源并網(wǎng)功率波動(dòng)的平抑效果，同時(shí)滿足了經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

圖2 光伏發(fā)電系統(tǒng)出力平抑效果

3.1.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法

高滲透率分布式電源的接入為有源配電網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效控制提出了更高要求，從有源配電網(wǎng)的角度出發(fā)，希望分布式電源能夠保持最大輸出功率的狀態(tài)運(yùn)行，使能源得到充分的消納利用；從用戶用電的角度出發(fā)，希望分布式電源輸出穩(wěn)定的功率，滿足高品質(zhì)供電的需求。通過(guò)采取有效的儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法，來(lái)平抑分布式電源輸出功率的波動(dòng)性，同時(shí)滿足配電網(wǎng)和用戶用電的需求。

圖3 光儲(chǔ)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

混合儲(chǔ)能系統(tǒng)將功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能相結(jié)合，同時(shí)滿足快速響應(yīng)和大容量存儲(chǔ)的需求，已成功應(yīng)用于平抑風(fēng)光輸出功率的波動(dòng)性。在現(xiàn)有混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法研究中，文獻(xiàn)[36]針對(duì)風(fēng)電輸出功率的波動(dòng)性，將蓄電池用于低頻補(bǔ)償，將超級(jí)電容器用于高頻補(bǔ)償。文獻(xiàn)[37]將儲(chǔ)能控制器作為控制的核心，與系統(tǒng)各部件實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，不僅實(shí)現(xiàn)了平抑光伏發(fā)電系統(tǒng)功率波動(dòng)的效果，還能夠按實(shí)際功率需求并網(wǎng)。相關(guān)研究表明，基于小波包分解的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法也成功用于平抑風(fēng)光輸出功率的波動(dòng)性。文獻(xiàn)[38]運(yùn)用小波包分解和模糊控制相結(jié)合的控制方法，細(xì)化分解分布式電源輸出功率信號(hào)，并利用模糊控制實(shí)現(xiàn)了功率型儲(chǔ)能荷電狀態(tài)的自適應(yīng)控制，增強(qiáng)了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑功率波動(dòng)的能力。文獻(xiàn)[39]利用小波包分解對(duì)風(fēng)電輸出功率信號(hào)進(jìn)行了多尺度分解，結(jié)合不同類型儲(chǔ)能的充放電特性，選擇適用性儲(chǔ)能方式組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)平抑風(fēng)電出力的波動(dòng)性。

3.2 可移動(dòng)分布式儲(chǔ)能的電動(dòng)汽車調(diào)度與控制

電動(dòng)汽車兼具負(fù)荷和移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能雙重特性，大量電動(dòng)汽車的接入為有源配電網(wǎng)同時(shí)帶來(lái)正面和負(fù)面的雙重影響。從正面角度出發(fā)，電動(dòng)汽車作為化石類燃料汽車的替代品，起到了節(jié)能減排的作用，并且能在負(fù)荷高峰期作為分布式儲(chǔ)能裝置提供電量。從負(fù)面角度出發(fā)，電動(dòng)汽車的無(wú)序接入和充放電行為的隨機(jī)性，加強(qiáng)了有源配電網(wǎng)的功率波動(dòng)性，影響配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。通過(guò)電動(dòng)汽車與分布式能源的協(xié)同調(diào)度與控制，能夠降低電動(dòng)汽車對(duì)配電網(wǎng)的不利影響，充分發(fā)揮其作為移動(dòng)式分布式儲(chǔ)能裝置的有利價(jià)值。因此針對(duì)可移動(dòng)分布式儲(chǔ)能的電動(dòng)汽車調(diào)度與控制問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了一定的研究。

作為可移動(dòng)分布式儲(chǔ)能裝置，電動(dòng)汽車的充放電調(diào)度問(wèn)題研究需要考慮配電網(wǎng)運(yùn)行、分布式電源出力及車主行車習(xí)慣等多元因素，具有高維非線性的特點(diǎn)。相關(guān)研究中，文獻(xiàn)[40]考慮電動(dòng)汽車數(shù)量、行駛里程分布、電池容量與充放電功率曲線特性以及車主駕車習(xí)慣，構(gòu)建了多時(shí)間尺度的電動(dòng)汽車與風(fēng)電協(xié)同調(diào)度模型，分析了通過(guò)電動(dòng)汽車與風(fēng)電協(xié)同調(diào)度實(shí)現(xiàn)功率波動(dòng)平抑的可行性。文獻(xiàn)[41]構(gòu)建了電動(dòng)汽車與分布式能源的多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化調(diào)度模型，以平抑功率波動(dòng)、減小總網(wǎng)損、減少用戶充電成本為目標(biāo)，采用基于量子粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行求解。文獻(xiàn)[42]在有源配電網(wǎng)新型能源和負(fù)荷的形勢(shì)下，考慮電動(dòng)汽車和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入，進(jìn)行了儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車與配電網(wǎng)的聯(lián)合規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電站和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型選擇和優(yōu)化位置。

作為可移動(dòng)分布式儲(chǔ)能裝置，電動(dòng)汽車的控制策略研究是多約束條件下多車輛多時(shí)段充放電問(wèn)題的優(yōu)化。相關(guān)研究中，文獻(xiàn)[14]提出了基于防碰撞粒子群優(yōu)化算法的電動(dòng)汽車移動(dòng)儲(chǔ)能控制策略，在滿足電網(wǎng)、電池和車主三者需求的同時(shí)，有效地平抑了分布式電源輸出功率的波動(dòng)。綜合考慮電動(dòng)汽車電池約束、電網(wǎng)約束和車主約束，文獻(xiàn)[43]通過(guò)電動(dòng)汽車控制中心的調(diào)度指令與狀態(tài)反饋信號(hào)實(shí)行電動(dòng)汽車的動(dòng)態(tài)管理，包括車群管理、充放電管理及充放電切換，所提控制策略有效降低了電動(dòng)汽車的充放電頻率，延長(zhǎng)了使用壽命。文獻(xiàn)[44]基于公共連接點(diǎn)功率的測(cè)量數(shù)據(jù)，提出了考慮電動(dòng)汽車出發(fā)與到達(dá)時(shí)間隨機(jī)分布特性的實(shí)時(shí)控制策略，通過(guò)同光伏發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出功率波動(dòng)的平抑。

4 結(jié) 論

面臨有源配電網(wǎng)中高滲透率分布式電源與大規(guī)模電動(dòng)汽車引起的功率波動(dòng)問(wèn)題，重點(diǎn)闡述了儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于平抑功率波動(dòng)的研究現(xiàn)狀。首先，分析了適用于功率波動(dòng)平抑的多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)特性；其次，重點(diǎn)歸納總結(jié)了應(yīng)用于平抑有源配電網(wǎng)功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置、控制方法研究以及作為可移動(dòng)分布式儲(chǔ)能的電動(dòng)汽車調(diào)度與控制研究。分析表明儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)用成功達(dá)到了功率波動(dòng)的平抑效果，同時(shí)滿足了經(jīng)濟(jì)性要求。進(jìn)一步的研究工作可集中在儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置與經(jīng)濟(jì)性分析、控制方法與諧波分析等方面，保證有源配電網(wǎng)的高品質(zhì)供電。

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Configuration and control of energy storage system for fluctuation mitigation in an active distribution network—A review

WANG Shouxiang1, WANG Kai1, ZHAO Ge2

(1Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China;2State Grid Tianjin Electric Power Company, Tianjin 300010, China)

Active distribution networks often face power fluctuation due to intermittent and stochastic characteristics of distributed generations (DGs), as well as uncertainties associated with the spatial and temporal distributions of charge and discharge of electric vehicles (EVs). Energy storage systems (ESS) provide an effective mean to mitigate the power fluctuation in such distribution networks. This paper analyzes the connotation of active distribution networks and the origin of the power fluctuation, and reviews the status of ESS for mitigating the power fluctuation. This includes optimal configuration and control of ESS, and dispatch and control strategy of electric vehicles. The results indicate that the power fluctuation could be successfully mitigated through selection, optimal configuration, and effective control of ESS.

active distribution networks; power fluctuation; energy storage system; fluctuation mitigation

10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0081

TQ 028.8

A

2095-4239（2017）06-1188-08

2017-05-31；

2017-07-31。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51361135704），國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目（52039916000H）。

王守相（1973—），男，博士，教授，主要研究方向?yàn)榉植际桨l(fā)電、微電網(wǎng)與智能配電系統(tǒng)，E-mail：sxwang@tju. edu.cn。