儲能技術(shù)在配電網(wǎng)擴(kuò)容問題方面的應(yīng)用研究

秦川

摘 要：儲能系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用比較廣泛，文中分析了儲能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，并且簡單設(shè)計了一些所用到的部件。在這個基礎(chǔ)之上進(jìn)行變流器的控制，進(jìn)而使得儲能工作在一定條件下對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵詞：儲能系統(tǒng)；配電網(wǎng)；變流器；電能轉(zhuǎn)換

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.173

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們對于電量的需求以及質(zhì)量要求不斷提高，城市的配電系統(tǒng)不足以滿足城市用電量的需求，必須進(jìn)行容量擴(kuò)大。但是一些傳統(tǒng)電線線路的擴(kuò)容存在風(fēng)險，供電設(shè)備利用率低等問題。在配電網(wǎng)中運(yùn)用儲能系統(tǒng)，并且對系統(tǒng)進(jìn)行控制，配備小型的儲能系統(tǒng)，在以后的一段時間里，可以實(shí)現(xiàn)安全供電。本文對配電擴(kuò)增容積以及儲能系統(tǒng)的組成構(gòu)造、控制決策等進(jìn)行了簡單的介紹。

1 儲能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

1.1 儲能設(shè)備的分類

當(dāng)前階段儲能設(shè)備的分類為：機(jī)械化學(xué)儲能和電儲能。機(jī)械化學(xué)儲能就是通過蓄電池進(jìn)行化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化。這種技術(shù)已經(jīng)在市場中成熟運(yùn)用，現(xiàn)階段鋰電池相對于蓄電池來說，具有相對較多的優(yōu)點(diǎn)，比如體積小、容量大、壽命長、安全系數(shù)高、電壓高、充電速度快、環(huán)保等特點(diǎn)。因此鋰電池構(gòu)成的儲能系統(tǒng)的運(yùn)用較為廣泛。

1.2 儲能系統(tǒng)的變流器選擇

現(xiàn)階段大多數(shù)儲能設(shè)備都是直流配備，但是電力系統(tǒng)大多數(shù)為交流設(shè)備，因此在實(shí)際操作過程中可以使用一些變流器進(jìn)行直交電能的轉(zhuǎn)換。根據(jù)以上情況可以設(shè)計符合實(shí)際情況的變流器，包括直流電壓型變流器、直流電流型變流器等。增加電壓，就會使得電壓的輸出降低，在這個過程中會消耗很多功率，增加網(wǎng)絡(luò)消耗，使得輸出的電壓有著較大的誤差，這對于變流器的合并。在以往的單電濾波器上擴(kuò)增電容的分路，所以電容和電感構(gòu)成的通路可以減小電阻力。在實(shí)際操作過程中應(yīng)盡可能減小電感，減小輸出阻力，電容值越大，對高信號的過濾效果越好，但是電容的增加會增大各支路電流的相差，因此不能將電容選的過高過大。在濾波器中加入電感設(shè)備，能夠與電容相互協(xié)調(diào)配合，可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)電流的電阻力，并對電流實(shí)行分流，從而保證過濾效果。但是直流電流基本不受影響，電路中這些設(shè)備的作用僅僅是改變了路徑，交流側(cè)輸出的電壓因阻力情況的不同而不同。直流如果與大的電容相聯(lián)，電容值的大小決定了直流的功能，電容值比較大的話，直流相當(dāng)于是電壓源。市場上現(xiàn)有的變流器各有優(yōu)點(diǎn)，對于直流電儲能設(shè)備來說，可以省去一些中間的電路消耗，并且容易控制，但筆者更提倡使用蓄電池作為儲能設(shè)備，直流電流由多個蓄電池串聯(lián)而成，這就相當(dāng)于一個電源，這樣更適合電源型變流器。蓄電池有著組成構(gòu)造簡單，儲能大，反應(yīng)迅速，方便控制等優(yōu)點(diǎn)，由此可見，蓄電池儲能具有良好的效果。

1.3 交流電流側(cè)的設(shè)計

以往使用的變流器會對儲能系統(tǒng)造成一定的傷害，比如出現(xiàn)雜波污染等情況，還會影響供電量的整體質(zhì)量，因此在交流電流側(cè)應(yīng)消除一定的雜波。在對除波器進(jìn)行選擇時，不僅要考慮其對雜波的抑制能力，還應(yīng)考慮到除波器也對于輸出的電阻產(chǎn)生一定的影響，為了使得除波器有著較好的抑制能力并且有較低的輸出電阻，設(shè)計一款符合要求的除波器。蓄電池在不同狀態(tài)下工作時，采用不同的參考值。蓄電池內(nèi)部要采用交流電輸出電流，使得變流器在一般的工作狀態(tài)下，將內(nèi)部生成的電流與外部電流進(jìn)行比較，經(jīng)過人為控制消除誤差。

1.4 進(jìn)行儲能系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計

蓄電池的是由許多個單元組成，在使用過程中測量電池溫度，電壓，電阻，蓄電池的管理系統(tǒng)能很好的反映出蓄電池的狀態(tài)，蓄電池的管理系統(tǒng)可以對蓄電池的使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和控制，在蓄電池出現(xiàn)障礙時，可以立即將有故障的電池隔離，防止對其他電池造成危害，并且可以利用變流器控制供電系統(tǒng)，供電網(wǎng)的管理系統(tǒng)可以對供電網(wǎng)的電壓，電流及一些重要參數(shù)進(jìn)行控制，使得變流器在一些非正常狀況下能夠順利工作。

2 總結(jié)

現(xiàn)階段供電系統(tǒng)存在諸多問題，供電系統(tǒng)的最基本要求就是安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等，也是未來供電系統(tǒng)發(fā)展的最終目標(biāo)。但是隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)正在發(fā)生著大的變化，主要存在的問題有：儲電容量小，雜波污染嚴(yán)重，環(huán)境污染大，人們對供電的要求也越來越高。為了提高配電系統(tǒng)的的供電質(zhì)量，儲電技術(shù)得到了越來越多的推廣?，F(xiàn)階段的儲能技術(shù)能夠把用電和發(fā)電分離開，用電和發(fā)電的不平衡將會影響電網(wǎng)的使用和控制。

本文通過分析儲能技術(shù)在配電網(wǎng)擴(kuò)容中的應(yīng)用，更加驗(yàn)證了在配電網(wǎng)中增加儲能系統(tǒng)的必要性和緊迫性，通過一些分析了解了適用于配電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，設(shè)計一款變流控制系統(tǒng)。變流器內(nèi)采用雙環(huán)控制，外部采用直流電儲備系統(tǒng)以控制電流的平衡，蓄電池在工作狀態(tài)時，采用直流電控制時，儲能設(shè)備恒定放電，此時蓄電池在放電。任何一點(diǎn)點(diǎn)微小的變化都會導(dǎo)致蓄電池的工作不穩(wěn)定，通過發(fā)電設(shè)備可以對這個現(xiàn)象進(jìn)行有效的控制。要將這些符合供電需求的儲能設(shè)備應(yīng)用到實(shí)際工作中，儲能裝置大并且反應(yīng)速度快就能夠保證在任何情況下運(yùn)行功率的平衡，避免系統(tǒng)事故和供電障礙的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]周林，黃勇，郭珂等.微電網(wǎng)儲能技術(shù)研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39（07）：147-152.

[2]彭曉濤，程時杰，王少榮等.一種新型的電流源型變流器PWM控制策略及其在超導(dǎo)磁儲能裝置中的應(yīng)用[J].中國電機(jī)工學(xué)報，2006，26（22）：60-66.

[3]王海波.三相PWM變流器的研究[D].天津：天津大學(xué)，2011.

[4]仇志凌.基于LCL濾波器的三相三線并網(wǎng)變流器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2009.

[5]黃守道，張鐵軍，陳穎等.一種三相PWM 整流器控制方法研究[J].電氣應(yīng)用，2005，24（03）：110-113.

[6]盧勝利，鞠文耀，賈中璐.一種雙向儲能變流器并網(wǎng)控制策略研究[J].電力電子技術(shù)，2013，47（06）：41-43.