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1、2022年储能选址定容建议 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,依据所获得的数据,选取高峰负荷时刻即2022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状况进行了分析,从而最终得出园区内电储能的选址定容方案建议。 详细分析结果如下: 场景一 : 设置园区内不接入任何分布式电源及储能,园区内为无源配电网络,全部电能均来自于白兔、万力、明珠三座变电站。系统运行状况如下图所示: 注:图中蓝色代表节点电压严峻偏低,红色代表负载率过高,黄色为节点电压稍稍偏高,绿色为正常范畴。 各节点电压状况如下图所示: 当明珠 F
2、5 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,系统运行状况如下: 由运行结果可知,系统总耗电量为 83.31MVA,其中负荷 73.17MVA,网损 5.46MW/13.4MVar。主要问题为:白兔站主变 1与万力站主变负载率过高;日立压缩机、凯茵、华夏学院所在节点电压过低,尤以日立压缩机为甚。当明珠 F5 馈线故障,凯茵、华夏学院转移至白兔 F14 后,白兔站主变 1 负载率 超过上限,故不具备负荷转移实力。 得出结论如下: 在没有分布式电源和储能接入的状况下,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,且不具备负荷转移实力。因此,在园区内引
3、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,不接入储能,其他参数不变。上午 10 点为光照足够时刻,故假设此时刻各 PV 满功率发电。系统运行状况如下图所示: 各节点电压状况如下图所示: 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,系统运行状况如下: 由运行结果可知,系统总耗电量为 89.101MVA,其中负荷 73.17MVA,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,如下状况得到改善:白兔站主变 1与万力站主变负载率明显
4、改善,复原至合理范围内;凯茵、华夏学院所在节点电压复原至正常;具备了负荷转移实力,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,满意负荷转移要求。 满意系统总削峰 20%要求。 场景二运行状况下仍旧存在的问题为: 日立压缩机电压仍旧过低;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;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。假如光伏满状态发电,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
5、论如下: 在接入分布式电源,但不接入电储能的状况下,园区内的潮流分布相比场景一有明显改善,能够满意系统总削峰 20%的要求,总网损也有明显降低。但仍旧存在日立压缩机节点电压过低,负荷转移实力不强,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 储能是非常必要的。 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。系统运行状况如下图所示: 各节点电压状况如下图所示: 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,系统运行状况如下: 由运行结果可知,系统总耗电量为 93.19MVA,其中负荷 73.
6、17MVA,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,如下状况得到改善:除日立压缩机节点外,其他全部节点电压均限制在合理范围内;具备优良的负荷转移实力,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限制在 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 的负载率仍可限制在 21.9%;满意系统总削峰 20%要求;系统总网损进一步降低。 但仍存在如下问题: 由于储能为集中式接入,对局部电压的调
7、整实力不足,导致日立压缩机节点电压仍旧过低;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状况,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。下面将在场景四中模拟储能分布于系统多个节点的状况,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。系统运行状况如下图所示: 各节点电压状况如下图所示: 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,系统运行状况如下: 由运行
8、结果可知,系统总耗电量为 78.67MVA,其中负荷 73.17MVA,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、日立压缩机、万力轮胎。与场景二相比,如下状况得到改善:全部线路、变电站负载率均保持在合理范围内; 全部节点电压均保持在合理范围内;具备较好的负荷转移实力,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%。满意系统总削峰 20%要求。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状况,储能可以运行在充电
9、状态,已消耗多余电量,避开功率倒送现象的发生;系统总网损为全部场景中最低值。 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,系统的运行状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 场景一 场景二 场景三 场景四 负载率 × √ √ √ 节点电压偏移 × × × √ 负荷转移实力 无 较弱 强 较强 削峰 20% × √ √ √ 网损 大 较大 较小 小 防止功率倒送 × × × √ 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。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页
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