能量存储对由分布式发电组成的微电网的冲击翻译

能量存储对由分布式发电组成的微电网的冲击摘要：本文介绍能量储存对由生物发电组成的微电网系统的影响。本文使用的能量存储设备是电池组。为了实现电池的充分利用，电池组使用并联和串联的组合。为了验证仿真电池储能系统，测试了电力配电系统的一天操作。为了支持、平衡发电量和需求量之间的能源交换，使用matlab软件进行了仿真。一个总共6MW，有6条母线的发电厂和储能厂一起测试。考虑四种测试情况（1.没有安装储能，忽略电力损耗；2.没有安装储能，考虑电力损耗；3.安装储能，忽略电力损耗；4.安装储能，考虑损耗。）本文输电损耗可以用牛顿-拉夫逊电力潮流计算法判定。测试系统的仿真用合适的算法分析的一天能量情况来表示。结果显示有能量存储的系统可以实现能量的充分利用，也可以减少电力损耗。1.介绍由于世界能源危机，新能源发展迅速。在以农业为基础的国家，在收获季节的农产品通过一些装置很容易转化成能源。所以世界上有很多生物质发电厂。从传统上说，生物质发电也是火电的一种，只不过它的燃料是农作物。为了生产大量的电能并网，必须很好的管理收集的燃料。这是一种发电售电形式。生物质发电厂通常位于农业区域的中心，这样，它可以可靠地提供一年的电力生产。当然，生物质发电也有些不利影响。因为生物质发电厂位于农业区域。一般并入农电网，农电网比较脆弱。配电计划通常是服务较远地区的比较少的一些用户的。这些配电网一般是辐射电网。所有载荷通过几个馈线部分与变电站点串联。此外，在人口稠密的农村地区的典型配电馈线峰值负荷是超过生物质发电厂的额定功率的。期间的负载和轻负载情况下占据一天20小时左右，一相当量的来自生物质电厂产生的电力也经由馈线反馈到变电站。在许多情况下，生物质发电厂可以在变电站10公里之外。为了通过馈线输送过多的电能，必然会有电能损耗。如果总的电能损耗过高，那么从配电网购电是不太经济的。本文研究诸如生物质发电之类的微电网系统。虽然这个系统是从主配电网孤立的，但是当有多余电量时，也可以给变电站供电。简单讲，微电网与变电站之间的电能交换会不可避免地引起电能损耗。如果微电网与变电站之间的能量交换不会引起电能损耗，将会增加电能传输效率，也会促进私人在这个领域的投资。本文假定微电网系统中有可用且适当的电能存储设备。假定储能设备安装在生物质发电厂的附近。生产的富余电能将会以很小的损耗储存在储能设备里。这样，就有了对在微电网中使用储能系统的影响的调查研究。本文第二章对微电网及潮流算法作了综述，第三章对电力储能技术作一个评述。第四章提出一个储能系统充放电算法。第五章给出仿真结果和讨论。第六章，总结和对以后工作的建议。2.微电网系统和潮流分析微电网是一个完整的系统，包括负荷和发电机。微电网中的发电设备可能多种多样，例如微型汽轮机，燃料发电，活塞引擎，可再生能源。扰动期间，微电网可以与主电网分离。图一展示微电网结构。图一：微电网系统分布式发电是微电网必须的组件。它是供给微电网负荷的主要能量源。安装并网的分布式发电系统的一个好处是：当你的系统故障时，你还可以从公网上接受到电能。并网是像太阳能，风能这类可再生能源所必须的，它们提供间歇性能源，对于其他需要定期关停维护的能源来说并网也是必须的。一些用户以分布式能源为主要能源，还有一些用户用它做重要负荷的备用能源。A.电力网络解决方案.电路分析技术基于多种NR潮流算法。节点法和回路法。这要使用母线导纳矩阵或母线阻抗矩阵。本文的潮流算法只使用导纳矩阵。鉴于一个N总线电源系统，其中的一个总线被视为恒定的电压幅值和零相位角的松弛总线，显示在图2中。根据NR算法，母线M的复功率的极坐标形式在(1)中给出。这个方程式也可以分解为有功和无功方程，这就是式（2）和（3）.功率失配方程必须重写如（4）和(5)，这种情况下，雅可比子矩阵保持不变。使用下面的方程式进行计算，电压的幅值和相位会迭代更新，h代表迭代次数。NR算法过程如图：长方形内是增加迭代，菱形内是收敛判定。B．功耗计算。传输功率损耗是一定会有的，而且很广泛的存在。本文功率损耗可以从潮流计算中得到。这个计算要得到各个馈线部分有功损耗的总和。下面是功耗的表达公式。其中：是母线i的电压幅值是母线j的电压幅值是是母线i和j之间的电导是母线i的电压相位是母线j的电压相位是输电线总和，是功耗方程3.储能系统储能技术用两个特征表征：1.容量，这是储能设备的自身特征。2.储能效率，包括储能和释放。下面给出一些分布式发电可能使用的储能技术实例。A．超导储能B．电池储能C．电容储能D．飞轮储能4.储能控制算法本文储能方案的策略是简单的。就是通过储能系统减少变电站和微电网之间的功率交换。当负荷较轻时，如果分布式电厂有富余电能，就要存储到储能系统中去，而不是传输到变电站去。当负荷很重时，储能系统中的能量一定要释放出来承担负荷。这个过程总结在下图中：5.仿真结果和讨论下图给出微电网系统，用来研究储能系统对它的影响：表1和2给出测试系统母线信息和馈线阻抗下图是微电网测试系统一天的负荷曲线为了测试，对带有特定负荷曲线的微电网系统执行了一天仿真。系统没有储能设备是基本情况。本文中，当储能系统开始储能的时候，它对整个系统的影响就会被观察到。通过仿真发现：没有储能系统的时候，变电站与微电网之间有相当可观的能量交换。在分布式电厂馈线传输能量的过程中有很多的功率损耗。总共有11.5628MW，如表所示：没有储能系统的情况。有储能系统的情况。能量损耗比较仿真说明能量存储可以减少在能量传输过程中的功率损耗。虽然现在储能系统仍然很昂贵，本文还是建议利用储能技术来提升整个系统的表现。另外，在馈线功耗可以忽略的理想情况下，没有储能系统，从变电站汲取的能量和分布式电厂发出的电量如下图。有储能系统的如第二个图没有储能系统有储能系统6.总结本文介绍使用储能系统来提升微电网的表现。忽略储能设备的花费，储能系统可以减少在变电站和微电网功率交换期间产生的功率损耗。如果分布式发电厂距离变电站很远，那么这个方案就显得很有吸引力。通过使用储能系统，整个系统一天的损耗减少了6.76%