储能选址定容建议.docx
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储能选址定容建议
储能选址定容方案建议
课题组基于DIGSILENT电力系统仿真软件平台搭建了从化工业园示范园区系统仿真模型,根据所获取的数据,选取高峰负荷时刻即2016年4月1日上午10:
00为典型时刻,在多场景下对园区内电网运行情况进行了分析,从而最终得出园区内电储能的选址定容方案建议。
具体分析结果如下:
场景一:
设置园区内不接入任何分布式电源(包括光伏与CHP及储能,园区内为无源配电网络,所有电能均来自于白兔、万力、明珠三座变电站。
系统运行情况如下图所示:
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当明珠F5馈线故障,凯茵橡胶厂、华夏学院两负荷转移至白兔F14馈线后,
系统运行情况如下:
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超过上限(129.7%),故不具备负荷转移能力。
得出结论如下:
在没有分布式电源和储能接入的情况下,园区内的潮流分布不合理,部分变压器、线路负载过重,部分节点电压偏差过大,且不具备负荷转移能力。
因此,在园区内引入分布式电源和储能是必要的。
场景二:
设置园区内接入规划容量的分布式电源(包括光伏与CHP,不接入储能,
其他参数不变。
上午10点为光照充足时刻,故假设此时刻各PV满功率发电。
系统运行情况如下图所示:
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各节点电压情况如下图所示:
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当明珠F5馈线故障,凯茵橡胶厂、华夏学院两负荷转移至白兔F14馈线后,
系统运行情况如下:
由运行结果可知,系统总耗电量为89.99MVA(68.94MW/37.3Mvar),其中负荷72.17MVA(65.61MW/30.06MVar),网损3.33MW/7.24MVar,光伏总发电量25.42MW,CHP总发电量21MW,分布式电源总发电量为46.42MW。
与场景一相比,如下情况得到改善:
(1)白兔站主变1(65.6%)与万力站主变(51.5%)负载率明显改善,恢复至合理范围内;
(2)凯茵、华夏学院所在节点电压恢复至正常;(3)具备了负荷转移能力,当明珠F5故障后,凯茵、华夏学院转由白兔F14供电,白兔站主变1负载率低于额定功率(为95%),满足负荷转移要求。
(4)满足系统总削峰20%要求。
场景二运行情况下仍然存在的问题为:
(1)日立压缩机电压仍然过低(7.6kV);
(2)当凯茵、华夏学院转移至白兔F14后,白兔站主变1的负载率过高(95%);(3)万力轮胎总负荷在25MW左右,按规划在附件配置光伏12MW,CHP2*15MW共计30MW。
如果光伏满状态发电,CHP考虑以热定电,按21MW发电功率计算,则此节点处的发电功率大于负荷功率,会导致万力站主变向上级倒送功率。
得出结论如下:
在接入分布式电源(包括光伏和CHF),但不接入电储能的情况下,园区内的潮流分布相比场景一有明显改善,能够满足系统总削峰20%的要求,总网损也
有明显降低。
但仍然存在日立压缩机节点电压过低,负荷转移能力不强,功率倒
送等问题。
且考虑到光伏发电的波动性、随机性问题,在园区内配置合适容量的
储能是十分必要的
场景三:
在白兔站主变1低压侧母线出口处设置25MVA储能,其他参数同场景二
系统运行情况如下图所示:
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各节点电压情况如下图所示:
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当明珠F5馈线故障,凯茵橡胶厂、华夏学院两负荷转移至白兔F14馈线后,
系统运行情况如下:
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由运行结果可知,系统总耗电量为93.19MVA(68.85MW/35.90Mvar),其中负荷72.17MVA(65.61MW/30.06MVar),网损3.24MW/5.84MVar,光伏总发电量25.42MW,CHP总发电量21MW,分布式电源总发电量为46.42MW,储能出力为20MW/10MVar。
与场景二相比,如下情况得到改善:
(1)除日立压缩机节点外,其他所有节点电压均控制在合理范围内;(3)具备优良的负荷转移能力,由于大容量集中式储能接入BUS3之中,白兔站主变1正常运行下负载率最大可控制在15%,当明珠F5故障,凯茵、华夏学院转移至白兔F14供电后,主变1的负载率仍可控制在21.9%;(4)满足系统总削峰20%要求;(5)系统总网损进一步降低。
但仍存在如下问题:
(1)由于储能为集中式接入,对局部电压的调节能力不足,导致日立压缩
机节点电压仍然过低(7.7kV);
(2)无法解决万力站功率倒送的问题。
得出结论如下:
场景三模拟了在白兔站主变1低压侧母线接入25MW集中式储能后系统的运行情况,整个系统性能较之场景二有了进一步的提升,但仍存在部分问题。
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面将在场景四中模拟储能分布于系统多个节点的情况,并与场景三进行对比。
场景四:
在日立压缩机节点配置10MVA储能,万力轮胎节点配置10MVA储能,万宝
节点配置5MVA储能,其他参数同场景三。
系统运行情况如下图所示:
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各节点电压情况如下图所示:
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当明珠F5馈线故障,凯茵橡胶厂、华夏学院两负荷转移至白兔F14馈线后,
系统运行情况如下:
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由运行结果可知,系统总耗电量为78.67MVA(67.25MW/34.42Mvar),其中
负荷72.17MVA(65.61MW/30.06MVar),网损1.63MW/4.36MVar,光伏总发电量
25.42MW,CHP总发电量21MW,分布式电源总发电量为46.42MW,储能出力:
万宝(-2MW/0MVar)、日立压缩机(1MW/9MVar)、万力轮胎(-5MW/-5MVar)。
与场景二相比,如下情况得到改善:
(1)所有线路、变电站负载率均保持在合理范围内;
(2)所有节点电压均保持在合理范围内(最低点为日立压缩机节点9.8kV);
(3)具备较好的负荷转移能力,当明珠F5故障后,凯茵、华夏学院转由白兔F14供电,白兔站主变1负载率为78.7%。
(4)满足系统总削峰20%要求。
(5)针对万力轮胎节点分布式电源满发电状态时发电功率大于负荷功率导致功率向上级倒送的情况,储能可以运行在充电状态,已消耗多余电量,避免功率倒送现象的发生;(6)系统总网损为所有场景中最低值(1.63MW/4.36MVar)。
得出结论如下:
在该场景下,系统潮流分布最为合理与高效。
这说明,将25MVA储能分布
于万宝、日立压缩机、万力轮胎处,系统的运行情况要优于将储能集中设置于白兔站节点。
故从电力系统运行的角度,建议园区内配置储能装置,并将储能以分布式形式设置。
多场景对比及结论
性能/场景
场景
场景一
场景三
场景四
负载率
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负荷转移能力
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强
较强
削峰20%
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网损
大
较大
较小
小
防止功率倒送
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综合上述分析结果,故从电力系统运行的角度,建议园区内配置储能装置,并将储能以分布式形式设置。
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