电池储能系统在配电网中的应用研究

在建设可持续发展社会的背景下,主动配电网技术得到快速发展,电池储能系统以其灵活、高效、绿色环保等特点在主动配电网中受到越来越多的关注。锂离子电池具有标称电压高、比能量大、循环寿命长等优点,逐步成为电池储能领域的应用热点。随着储能系统应用的增多,关于储能优化配置的研究需要持续深入,本文以改善配电网电压质量和减少电网损耗为优化目标,对电池储能系统在配电网中的容量优化配置方法和储能优化布点方法进行了研究。 首先,建立锂电池储能系统模型,包括串联电池组仿真模型和PWM整流器仿真模型。本文选择磷酸铁锂电池作为样本电池进行参数测试实验,通过实验数据在Matlab中进行电池等效电路的参数识别与拟合计算,然后求解等效电路的状态方程,得到电池的外特性输出数值,建立起单体电池仿真模型。再根据串联电池简化成组方法获得串联电池组的等效电路模型,建立起串联电池组的仿真模型。与PWM整流器模型连接形成电池储能系统模型,为后续仿真分析储能系统对配电网电压分布的影响奠定基础。 其次,理论分析电池储能系统接入容量和接入位置对配电网电压分布的影响,并利用搭建的欧洲标准低压配电网模型进行仿真实验,验证理论分析的正确性。通过理论分析与仿真验证可以得到,电池储能系统合理选择接入位置和接入容量时才可以提高配电网的电压质量,否则可能引起电网节点电压的过大抬升,甚至出现电压越限,对配电网电压稳定性带来负面影响。 最后,根据储能系统对配电网电压分布影响的研究结论来指导储能接入配电网的节点选择,然后以减小电压偏移、降低电网损耗为出发点,建立储能系统的容量优化配置方法。选择粒子群算法进行优化配置模型的求解,得到储能功率曲线的可行解,计算得到储能的容量配置。最后结合欧洲标准低压配电网算例仿真验证了储能容量优化配置模型的可行性。