安科瑞 劉邁

　　摘 要：針對光伏發(fā)電的隨機(jī)性、波動性、間歇性特征,研發(fā)了分布式光伏與儲能協(xié)調(diào)控制策略,并在鎮(zhèn)江地調(diào)開展分布式電源光儲協(xié)控試點應(yīng)用，開展光儲協(xié)調(diào)控制策略研究，實時采集分布式光伏電站、儲能電站、試點變電站運行數(shù)據(jù)，根據(jù)氣象信息預(yù)測光伏出力，實時調(diào)整儲能出力，實現(xiàn)儲能對分布式電源功率波動的平抑。

　　關(guān)鍵詞：分布式光伏；儲能；協(xié)調(diào)控制；告警策略

　　0引言

　　目前鎮(zhèn)江地區(qū)光伏發(fā)電屬于隨機(jī)性、間歇性電源，出力存在較大的波動性。因此大量的分布式光伏發(fā)電接入電網(wǎng)會嚴(yán)重降低負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率，造成電網(wǎng)波動，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。鎮(zhèn)江于2018年建成投運8座電網(wǎng)側(cè)儲能電站，儲能電站具備靈活的充放電能力，能夠毫秒級實現(xiàn)充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。儲能的運行特性可有效平滑分布式電源的波動性。針對光伏發(fā)電的隨機(jī)性、波動性、間歇性特征，對分布式光伏進(jìn)行有效的有功無功控制，提高分布式光伏的靈活性，是保障含大量分布式光伏的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。發(fā)揮儲能的調(diào)節(jié)作用，通過光儲協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)儲能平抑分布式光伏出力波動，是提高分布式光伏的可觀性和可控性的有效手段。

　　1策略描述

　　1.1數(shù)據(jù)架構(gòu)鏈路

　　在整體數(shù)據(jù)匯集方面通過現(xiàn)有電網(wǎng)模型擴(kuò)展10千伏的分布式電站模型，并實現(xiàn)圖模一體管理；分布式光伏控制平臺獲取實時處理計算的模型，并完成從地區(qū)調(diào)控自動化系統(tǒng)接入運行實時信息并下發(fā)控制指令。

圖1 數(shù)據(jù)流向圖

　　如圖1所示，鎮(zhèn)江光儲協(xié)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源主要有兩個：1區(qū)調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)，3區(qū)新能源管理系統(tǒng)。其中新能源管理系統(tǒng)主要提供分布式光伏區(qū)域超短期功率預(yù)測數(shù)據(jù)。光儲協(xié)控命令通過光纖專線通道下發(fā)。

　　1.2控制策略流程

　　綜合考慮上一時間間隔的儲能出力、儲能SOC值，以及預(yù)測的下一時間間隔分布式光伏總出力，對下一時間儲能出力進(jìn)行計算，當(dāng)光伏變化為正且儲能SOC在可行范圍時，儲能吸收電能，當(dāng)光伏變化為負(fù)且儲能SOC在可行范圍，儲能設(shè)備放電。同時考慮儲能設(shè)備充放電功率約束，當(dāng)SOC即將越限，考慮SOC補(bǔ)償算法，并增加了儲能指令延時的補(bǔ)償算法[1]。

　　2策略特點

　?。?）本策略保留原有儲能電站及調(diào)度通道、安全策略不變動，光儲協(xié)控系統(tǒng)與D5000前置系統(tǒng)通過104規(guī)約進(jìn)行通信。上行通道將儲能電站遙測、遙信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給光儲協(xié)控系統(tǒng)；同時，光儲協(xié)控系統(tǒng)通過該接口將遙調(diào)遙控命令由D5000前置系統(tǒng)下發(fā)給儲能電站，實現(xiàn)光儲協(xié)控系統(tǒng)對儲能電站的充放電控制。

　?。?）儲能控制策略修正了對指令時滯的預(yù)補(bǔ)償量計算，從控制策略層面，在計算出儲能指令后，按預(yù)測原理給儲能指令增加延時補(bǔ)償量以提高數(shù)據(jù)同步性。減小了時滯對濾波效果的影響。

　?。?） 儲能控制策略修正了SOC水平控制策略，設(shè)置SOC在25%-75%中時采用濾波控制策略，當(dāng)達(dá)到此邊界時就切換為限制光伏*大變化率的SOC修正充放電控制，在維持光伏發(fā)電波動量不超過給定的*大值的前提下，執(zhí)行電池充放電，快速修正SOC回到濾波控制范圍中。

　　3應(yīng)用實例

　　在試運行期間，省調(diào)暫時退出試點區(qū)域電網(wǎng)側(cè)儲能電站的有功控制，由分布式電源光儲協(xié)控系統(tǒng)進(jìn)行光儲協(xié)調(diào)控制。根據(jù)光伏的出力情況，實時調(diào)整儲能電站出力，實現(xiàn)儲能對分布式電源功率波動的平抑分析，面向電網(wǎng)需求削峰填谷等功能。

圖2 光伏與光儲協(xié)控混合出力曲線

　　光伏與光儲協(xié)控混合出力曲線如圖2所示，從圖中可見，經(jīng)光儲協(xié)調(diào)控制后的出力曲線較為平滑，波動率明顯降低，實現(xiàn)儲能對分布式電源功率波動的平抑運行。

　　4安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

　　4.1概述

　　Acrel-2000MG 儲能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對工商業(yè)儲能 電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)了儲能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù) 據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策 略選擇，包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不 僅可以實現(xiàn)下級各儲能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實現(xiàn)與上級調(diào) 度系統(tǒng)和云平臺的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級調(diào)度指令，又可以 滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運維，確保儲能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運行。

　　4.2應(yīng)用場景

　　適用于工商業(yè)儲能電站、新能源配儲電站。

　　4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

　?。?）實時監(jiān)管

　　對微電網(wǎng)的運行進(jìn)行實時監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及用電負(fù)荷，同時也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

　　對系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲能電池、儲能變流器、用電設(shè)備等進(jìn)行實時監(jiān)測，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況。

（3）功率預(yù)測

　　對分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質(zhì)量

　　實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。

（5）可視化運行

　　實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控。

（6）優(yōu)化控制

　　通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測，并結(jié)合分布式電源出力與儲能狀態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度，以降低尖峰或者高峰時刻的用電量，降低企業(yè)綜合用電成本。

（7）收益分析

　　用戶可以查看光伏、儲能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù)，同時可以切換年報查看每個月的電量和收益。

（8）能源分析

　　通過分析光伏、風(fēng)電、儲能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率，用于評估設(shè)備性能與狀態(tài)。

（9）策略配置

　　微電網(wǎng)配置主要對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運行策略及統(tǒng)計值進(jìn)行設(shè)置。其中策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

5硬件及其配套產(chǎn)品

　　6結(jié)束語

　　光儲協(xié)調(diào)控制策略的應(yīng)用，充分利用儲能與新能源的互補(bǔ)特性，提升新能源消納能力，提升儲能提供電網(wǎng)輔助服務(wù)的動態(tài)性能，降低電網(wǎng)運行成本，助力分布式新能源全額消納。基于分布式光伏的預(yù)測結(jié)果，采用儲能電站進(jìn)行補(bǔ)償實際出力與預(yù)測之間的差額，將差額保障在調(diào)度運行可接納的范圍之內(nèi)，降低電網(wǎng)運行備用成本。通過儲能濾除新能源發(fā)電波動功率，減小新能源對電網(wǎng)的影響。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]譚文娟,陳燕東.光儲直流微網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制方法[J].電源學(xué)報,2018,16(2): 76-82

　　[2]楊苓,羅安,陳燕東.LCL型逆變器的魯棒延時補(bǔ)償并網(wǎng)控制方法及穩(wěn)定性分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2015,39(11):3102-3108

　　[3]米陽,吳彥偉.獨立光儲直流微電網(wǎng)分層協(xié)調(diào)控制[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2017, 45(8): 37-44

　　[4]朱文韜,孫東杰,陳燕,姜正馳,岳帥,于曉蒙,劉昶,蔣煜.分布式光伏與儲能協(xié)調(diào)控制策略的研發(fā)與應(yīng)用[J].能源科技,2020,09(08):381.

　　[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022年05版