姚明月

（國網(wǎng)青海省電力公司海南供電公司）

0 引言

光伏分布式發(fā)電的間歇性和隨機性較強，其儲能呈現(xiàn)出電源-負(fù)荷的雙重特性，既能實現(xiàn)對綠電波動的有效平抑，還能實現(xiàn)削峰填谷。發(fā)展光伏分布式發(fā)電產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新建設(shè)電力系統(tǒng)，要促進(jìn)儲能對配電網(wǎng)的深度融入。對此，要基于整縣光伏開發(fā)背景，深入探究配電網(wǎng)儲能配置策略，對儲能運行相關(guān)問題加以簡化，實現(xiàn)對配電網(wǎng)儲能配置的優(yōu)化。

1 整縣分布式光伏儲能配置模式分析

考慮我國儲能站建設(shè)實況，整縣分布式光伏儲能配置主要采用兩種模式，一種是集中式模式，另一種是分散式模式，其中分散式儲能配置是在中壓線路或者臺區(qū)配置儲能。對儲能進(jìn)行配置，能促進(jìn)變電站減少超承載能力的實際規(guī)模，能避免大規(guī)模改造電網(wǎng)。依托變電站對儲能實施集中配置，難以消除或者緩解臺區(qū)以及中壓配電線路相應(yīng)的超承載能力問題。分布式光伏對配電網(wǎng)的大量接入會引發(fā)電壓越限，對此，利用儲能配置對中壓配電線路、臺區(qū)等存在的電壓越限進(jìn)行改善。在光伏裝機容量相等的情況下，分散式儲能配置能避免對變電站、中壓配電線路以及臺區(qū)的大規(guī)模改造，還能改善中壓配電線路以及臺區(qū)的電壓質(zhì)量，能促進(jìn)對調(diào)峰矛盾的有效緩解［1］。

將縣域電網(wǎng)實際負(fù)荷水平作為依據(jù)，考慮整縣光伏具體容量，合理確定儲能配置的具體目的。如果分布式光伏具有較大規(guī)模，要通過儲能配置對光伏返送導(dǎo)致的電網(wǎng)超載問題加以緩解，同時可以將電網(wǎng)調(diào)峰以及調(diào)壓存在的壓力進(jìn)行緩解。如果分布式光伏容量比當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的最大負(fù)荷高，則要通過儲能配置就地消納分布式光伏，實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)壓壓力的有效緩解?？紤]政策和技術(shù)因素，測算分布式光伏的儲能規(guī)模，要將縣域電網(wǎng)作為測算主體，并綜合考慮電網(wǎng)改造、就地消納等問題的經(jīng)濟性，合理確定儲能配置規(guī)模［2］。

將滲透率較高的分布式光伏接入配電網(wǎng)中，受光伏發(fā)電具有間歇性功率輸出特點的影響，容易引發(fā)潮流雙向流動，進(jìn)而導(dǎo)致配電網(wǎng)節(jié)點相應(yīng)的電壓分布出現(xiàn)惡化。儲能裝置能為電壓調(diào)節(jié)提供輔助服務(wù)，還能降低配電網(wǎng)運行對大電網(wǎng)功率提出的支撐需求。對配電網(wǎng)實施儲能配置，能優(yōu)化配電網(wǎng)的電壓分布，并增強光伏消納的實際水平。儲能電站建設(shè)完成后，優(yōu)先接入辦公負(fù)荷集中饋線，以有效減少配電網(wǎng)形成的網(wǎng)損，并促進(jìn)對配電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的改善，還能實現(xiàn)對電壓波動實際水平的有效降低，促進(jìn)電力系統(tǒng)實現(xiàn)經(jīng)濟可靠運行，保障運行安全［3］。

2 運行評價相關(guān)指標(biāo)

對含有較高滲透率的光伏配電網(wǎng)呈現(xiàn)的運行狀態(tài)實施定量評價，要綜合考慮潮流、峰谷差、網(wǎng)損等維度，構(gòu)建運行評價相關(guān)指標(biāo)［4］。

（1）潮流阻塞支路次數(shù)

式中，KPFB表示潮流阻塞支路次數(shù)指標(biāo)，通過該指標(biāo)衡量配電網(wǎng)出現(xiàn)潮流阻塞的程度，該指標(biāo)值與潮流阻塞的嚴(yán)重程度成正比；T表示配電網(wǎng)運行周期具備的總時段數(shù)；NB表示支路總數(shù)；Stj表示t時段支路j呈現(xiàn)的視在功率；SN表示額定容量；A表示重載功率系數(shù)，通常取值為0.8；atj表示t時段支路j呈現(xiàn)潮流阻塞標(biāo)識變量，當(dāng)線路出現(xiàn)重過載時，其取值為1，否則其取值為0。

（2）電壓越限節(jié)點次數(shù)

式中，KVV表示電壓越限節(jié)點次數(shù)指標(biāo)，通過該指標(biāo)衡量配電網(wǎng)發(fā)生電壓越限的程度，該指標(biāo)值與電壓越限程度成正比；NN表示電壓越限節(jié)點總數(shù)；Uti表示t時段節(jié)點i呈現(xiàn)的電壓值；UN表示額定電壓；ΔUmax表示電壓偏差允許限值，10kV通常取值為0.07p.u.；βti表示t時段節(jié)點i呈現(xiàn)的電壓越限標(biāo)識變量，當(dāng)實際電壓大于偏差允許限值時，其取值為1，否則其取值為0。

（3）峰谷差

式中，KPVD表示峰谷差指標(biāo)，通過該指標(biāo)衡量配電網(wǎng)峰荷與谷荷二者的差距，該指標(biāo)值與峰谷差成正比；Pti表示t時段節(jié)點i相應(yīng)的凈負(fù)荷值。

（4）網(wǎng)損

式中，KPL表示總網(wǎng)損指標(biāo)，通過該指標(biāo)衡量配電網(wǎng)形成的有功損耗的實際大小，該指標(biāo)值與網(wǎng)損成正比；ΔPtj表示t時段支路j相應(yīng)的有功損耗值。

（5）光伏就地消納率

式中，KLC表示光伏就地消納率指標(biāo)，通過該指標(biāo)衡量配電網(wǎng)消納光伏的能力，該指標(biāo)值越大，意味著光伏出力倒送上級電網(wǎng)越少，該指標(biāo)與就地消納程度和配電網(wǎng)綠電消納能力成正比；Pt，0－1表示t時段首端支路相應(yīng)的有功功率；φ表示首端支路發(fā)生功率倒送時間段集合；Ptk表示t時段光伏k相應(yīng)的有功出力；NPV表示光伏總數(shù)量。

3 儲能放電策略

將滲透率較高的綠電接入配電網(wǎng)中，會增強其運行風(fēng)險。通過儲能對風(fēng)光荷波動進(jìn)行平抑出力，實現(xiàn)對綠電消納的促進(jìn)，優(yōu)化配電網(wǎng)運行。優(yōu)化配置儲能與配電網(wǎng)運行一般通過嵌套雙層尋優(yōu)方式，涉及復(fù)雜的計算，在規(guī)劃實踐中缺乏較強的實用性［5］。對此，要探究簡單實用的儲能放電策略，為計算分析潮流提供支持。

要通過儲能充放電運行實現(xiàn)對配電網(wǎng)產(chǎn)生的凈負(fù)荷波動的有效平抑，從而實現(xiàn)對光伏消納的有效促進(jìn)。在運行正常的情況下，儲能出力盡量采用凈負(fù)荷功率值，若其凈負(fù)荷為正，則儲能實施放電支撐；當(dāng)凈負(fù)荷為負(fù)時，儲能實施充電蓄能，將日間形成的光伏電能剩余量向夜間有效轉(zhuǎn)移，促進(jìn)消納，同時，弱化光荷雙重波動給配電網(wǎng)造成的負(fù)面影響。儲能電池具備的容量相對有限，為避免過快耗盡容量，確保對優(yōu)化運行提供連續(xù)支撐，對儲能充放電設(shè)置出力限值，當(dāng)凈負(fù)荷比限值高時，儲能以限值出力。在各類不良工況，諸如電壓故障、電壓越限以及潮流阻塞時，限值無法約束儲能出力，允許儲能以變流器相應(yīng)的最大功率出力，并根據(jù)運行具體需求確定出力值［6］。

4 時序潮流的計算與分析

根據(jù)上文構(gòu)建的配電網(wǎng)運行評價相關(guān)指標(biāo)和簡單實用的儲能充放電具體策略，按照如下步驟，計算分析含有光儲的配電網(wǎng)相應(yīng)的時序潮流。 （1）對實際配電網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，依托該模型實施潮流計算，據(jù)此生成各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、支路阻抗、?jié)點時序等。同時，將光伏容量、PCS容量、儲能電池電量、時序光強、限功率系數(shù)等參數(shù)輸入其中。（2）從運行日場景中選取t時段，作為潮流計算相應(yīng)的時間斷面。（3）對配電網(wǎng)計算凈負(fù)荷值，并以對凈負(fù)荷波動實施平抑處理為基礎(chǔ)的充放電策略具備的儲能出力加以確定［7］。 （4）對配電網(wǎng)實施潮流計算，并做好校驗工作，針對越限情形對儲能出力加以調(diào)整，盡量將越限消除，對場景下時段呈現(xiàn)的潮流各項關(guān)鍵參數(shù)，諸如電壓、損耗、功率等進(jìn)行記錄［8］。 （5）對全部時段完成計算的情況加以判斷，如果完成，則對當(dāng)前日場景相應(yīng)的配電網(wǎng)運行各項評價指標(biāo)進(jìn)行計算，否則步入下一時段，并重返步驟（2）。（6）對全部日場景計算完成情況進(jìn)行判斷，如果完成，則結(jié)束潮流計算，以運行指標(biāo)為基礎(chǔ)，分析配電網(wǎng)運行實際情況，優(yōu)化儲能配置，否則步入下一日場景，并重返步驟（2）。

5 結(jié)束語

綜上所述，儲能對配電網(wǎng)的深度融入是發(fā)展新能源和建設(shè)新型電力系統(tǒng)的趨勢。在整縣推進(jìn)光伏分布式發(fā)電開發(fā)的背景下，在滲透率較高的區(qū)域?qū)δ苓M(jìn)行優(yōu)化配置極為必要。對此，要針對含有較高滲透率的光伏配電網(wǎng)構(gòu)建運行評價相關(guān)指標(biāo)，探究應(yīng)用對凈負(fù)荷波動具有平抑作用的實用性較強的儲能充放電策略，并計算分析含有光儲的配電網(wǎng)相應(yīng)的時序潮流。整縣大規(guī)模開發(fā)光伏發(fā)電，形成較高的滲透率，光伏接入配電網(wǎng)后，可能引發(fā)各類負(fù)面問題，諸如電壓越限、潮流阻塞、擴大峰谷差、增加網(wǎng)損、增強電壓波動性、增加就地消納綠電的難度等。儲能相應(yīng)的起配滲透率與配電網(wǎng)運行具體要求、饋線負(fù)荷參數(shù)及其實際水平、光伏運行具體條件等具有密切關(guān)系。若常規(guī)饋線具有適中的負(fù)荷，可以在光伏容量達(dá)到80%～100%的滲透率時，對儲能加以配置。通過儲能配置，能實現(xiàn)對配電網(wǎng)存在的負(fù)面問題的有效減輕，所配置的儲能容量實際大小與運行優(yōu)化具體效果成正相關(guān)。增加容量會導(dǎo)致投資增長過快，統(tǒng)籌規(guī)劃儲能容量要綜合考慮光伏開發(fā)實際情況、投資能力、就地消納具體需求、配電網(wǎng)運行具體要求等因素。若常規(guī)饋線不存在嚴(yán)重的負(fù)面問題，可實施光伏容量10%的儲能配置。