把平抑可再生能源发电系统输出功率的波动作为例子,可再生能源发电自身就可以在一定程度上平滑出力波动,再加上适当有效的协调策略,平滑出力波动的效果将进一步提升。因此在这种情况下采用储能系统集中化配置方式能够将储能系统的功率和容量相对减小,从而有效提高了其经济适用性。

3。3。3 蓄电池模型

(1)蓄电池等效模型

 

图3。1 蓄电池简化模型

图3。1为蓄电池的等效模型,其中,E为蓄电池的电动势,主要受到蓄电池荷电状态和温度的影响;Ro为过渡过程的极化电阻,表示蓄电池浓度和电化学极化程度;Rs为蓄电池的内阻,主要受到荷电状态SOC、温度、工作电流的影响。电容C为蓄电池内部的微分电容,体现了蓄电池供电的过渡过程,主要受到荷电状态SOC的影响。其中,荷电状态SOC是指储能装置的剩余容量与其总容量的比值[17]。

一般来说,忽略微分电容的影响,电阻Ro和电阻Rs等效为蓄电池内阻R,则蓄电池的电压与电势和电流的关系为:

                                 (3-1)

蓄电池的荷电状态为:

                        (3-2)

式中,SOCini是指蓄电池初始的荷电状态,Qb是指蓄电池的容量。

    蓄电池的使用寿命和蓄电池的放电深度有着密切的关系,放电深度越大,使用寿命越短,因此,需要严格限制蓄电池的放电深度,一般来说控制在百分之六十到百分之七十之间,以平衡电池的使用寿命和放电深度。

(2)蓄电池功率和容量模型

蓄电池的剩余容量与前一时刻的剩余容量、蓄电池每小时的自放电量以及该时刻蓄电池的充放电功率有关,具体关系如式(3-3)和式(3-4)所示。

蓄电池放电时,PE(t)0,t时刻剩余容量为

                                   (3-3)

蓄电池充电时,PE(t)0,t时刻剩余容量为

               (3-4)

式中:S(t)为t时刻储能系统的剩余容量;PE(t)为t时刻蓄电池的充放电功率;、分别为充、放电效率;为蓄电池每小时的自放电比例。

3。4 本章小结

本章节重点学习了储能系统的基础概念。首先,大致了解了一下储能技术的分类以及各自的特点、适用的场合;其次,了解了储能系统在主动配电网中的重要作用;最后,重点学习了储能系统的充放电的工作原理、配置方式和不同配置方式的区别以及数学模型。

4 基于负荷侧优化配置储能系统

   第四章节是论文的重点章节,具体阐述从负荷侧平滑带有新能源发电系统的配电网输出功率波动的储能系统优化配置的方法。由于风力、光伏等环保型可再生能源与生俱来的受气候影响大的特点,导致风力发电系统或者光伏发电系统的出力水平有着极大的间歇性与不稳定性,而这种波动性将严重影响整个电力系统的运行稳定性与安全性,因此,为了减小间歇性可再生能源发电系统的接入对整个电力系统的影响,应该尽可能减小新能源出力的波动。而通过优化配置储能系统来平抑出力波动不失为一种好方法。

4。1 数据采样与分析

4。1。1 数据采样

从负荷侧平抑带有新能源发电系统的配电网的输出功率波动是需要以输出功率的数据为载体进行分析的,实验过程中可以把带有新能源发电系统的历史的出力数据或者预测的输出功率数据作为新能源出力的样本数据。在本文中,通过以历史监测数据为研究对象进行采样分析,最后得到需要的结果。

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