研究目的
通过电池储能系统提高偏远社区配电系统对光伏分布式发电的接纳能力,作为电网升级的替代方案。
研究成果
通过优化电压调节器(SVR)设置,迭代方法成功将偏远馈线的光伏承载容量提升了最高25%,而在电池储能系统(BESS)支持下可提升高达60%。研究表明,部署电池储能系统是与电网升级相比具有成本竞争力的替代方案,增强了可再生能源在弱电网区域整合的可行性。未来工作应聚焦于更广泛的适用性和长期经济性评估。
研究不足
该研究针对加拿大西北部的一个偏远馈线案例,可能限制其结论对其他地区的普适性。迭代方法依赖于准确的负荷与发电曲线数据,且模拟基于软件模型(PSS/E和PSS SINCAL),这些模型可能无法完全反映现实动态。光伏发电与负荷曲线的季节性变化可能影响结果的稳健性,而成本比较仅为初步分析,尚未开展多年期的完整成本效益评估。
1:实验设计与方法选择:
开发了一种迭代方法,利用阶跃电压调节器(SVR)产生的过电压裕度,并随着光伏渗透率的增加协调其设置。采用电池储能系统(BESS)进行无功功率支持以控制电压曲线。该方法包括时间序列配电网潮流(TS-DPF)和故障分析仿真。
2:样本选择与数据来源:
对加拿大萨斯喀彻温省西北部为帕图阿纳克、派恩豪斯和拉龙日等偏远社区供电的配电馈线进行建模。年度负荷曲线基于公共数据集(如市场监督管理局、ERCOT)的组合数据,特定地点的光伏发电曲线使用美国国家可再生能源实验室2015年的太阳辐射数据。
3:实验设备与材料清单:
软件工具包括PSS/E和PSS SINCAL用于建模与仿真。设备包括阶跃电压调节器、变压器、线路及BESS(具体为钒氧化还原液流电池、钠硫电池和先进铅酸电池)。
4:实验流程与操作步骤:
过程包括:(a) 基础工况裕度分析(节点逐步注入有功功率),(b) 调整SVR设置以利用过电压裕度,(c) 结合BESS进行有功和无功功率调度。仿真按小时进行全年模拟,并对电压、电流及设备限值进行迭代校验。
5:数据分析方法:
采用TS-DPF进行不平衡配电网潮流分析,故障分析评估跳闸性能,并基于参考文献的估算成本对比电网升级与BESS部署的经济性指标。
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