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新能源储能电站参与电网稳态调压的控制策略

Renewable

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杨俊，黄际元，黄珂琪，黄治国，胡湘伟，钱军

EnergySources

（1．国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司，湖南长沙410015；2．中国能源建设集团湖南省

电力设计院有限公司，湖南长沙410007；3．国网湖南省电力有限公司，湖南长沙410012）

摘 要：为改善电压质量、提升储能电站利用率，提出一种储能电站参与电网稳态调压的控制策略。基于简

化的储能数学模型、电压-无功量化关系和负荷模型的静态电压特性，构建一种面向电网需求的长时间尺度

储能调压动态模型；基于特征量提取实现对电网运行状态感知与研判，采用时序配合法协调控制离散无功源

与储能电站参与电网调压，以某变电站实际工况验证了策略的有效性。结果表明，所提策略能发挥储能电站

连续、快速的无功出力特性与电容/电抗器大容量优势，实现储能电站与传统调压手段的联合调压，避免电

容/电抗器的频繁投切。

关键词：储能电站；调压；电容器；电压质量；电网运行

中图分类号：TM721文献标志码：ADOI：10.19421/j.cnki.1006-6357.2020.08.011

事实上，储能电站作为一种优质的调压资源，可以有效

0 引言

辅助电网的快速调压，且用于调压理论上只占用功率变

随着国民经济的高速发展，用电负荷的快速增加，换系统（powerconvertsystem，PCS）容量，不消耗电池

用户对电能质量的要求越来越高。非线性、冲击性负荷，本体的储存能量［10］。储能电站参与电网调压的本质是利

尤其是电力电子变换装置的广泛应用，使得电网电压质用并网变流器剩余容量进行无功补偿调节［11］，文献［12］

量问题日益凸显，给电网调压带来了挑战［1］。提出了一种基于Mamdani模糊推理的户用光伏无功控制

传统的稳态调压手段为调节有载调压变压器（on-策略，该策略将电压偏移量、光伏有功变化率进行分析

loadtapchangertransformers，OLTC）变比分接头和投切处理，控制各节点用户光伏逆变器实现电压偏差治理；

并联电容器组（shuntcapacitor，SC）进行无功补偿。前文献［13］通过协调控制储能和光伏逆变器进行电压调

者的动态响应能力差，且频繁调节分接头将影响变压器节，电压越限时优先采用光伏逆变器无功进行就地电压

使用寿命；后者在投切的过程中会产生较大的弧光，运调节，控制无效的情况下再调节储能并网。文献［14］

行噪声也比较大，易造成补偿电容器及接触器的损坏。提出了一种采用OLTC和SVR等传统调压器对分布式储能

且两种稳态调压手段均无法实现连续调压，调节精度低，系统进行协调控制的方法，解决了低压配电网中高渗透

难以适应负荷的快速变动［2］。截至2019年年底，江苏、率的光伏引起的电压上升问题，但其无功补偿主要依赖

湖南、河南等地陆续建成电网侧储能示范工程［3］，其具SVR和OLTC的分接开关调节，不能实现连续调压，且储

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［45］［6-9］能仅用于削峰填谷。应当指出，当前研究多数着眼于利

备参与电网调峰、调频及调压的功能。目前对储

能电站与传统调压手段协调参与电网调压的研究极少，用光伏逆变器剩余容量调压或通过传统调压器进行电压

调节［15］，鲜有涉及储能联合传统调压器协调调压。

基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFB0903400）；为此，本文提出一种储能电站参与电网稳态调压的

国网湖南省电力有限公司科技项目（5216A7160004）。