系统中引入储能环节后,既可以提高系统运行可靠性及供电电能质量,又可以促进可再生能源的应用,还能通过平滑负荷更有效地利用电力设备,降低线路损耗,提高电网运行的经济性。储能技术的应用必将在传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。各类储能技术中,电池储能技术因其可控性高、模块化程度高等特点,通常被应用于供电质量要求较高负荷区域的配电网络中。目前,我国正大力推广贯彻节能减排政策和智能电网的建设,随着储能电池容量和规模的扩大、集成技术的日益成熟,单位容量成本将进一步降低,电池储能系统大规模推广应用的最大障碍正在逐步消除,对于储能电池的降损效果及经济性的考虑显得十分必要。
电池储能系统可以在一天中系统负荷处于低谷阶段时进行充电,在负荷高峰时进行放电。直观地来说,这一基本运行特性可以平滑一天中的系统负荷曲线。在配网的合理位置进行配置时,可显著降低负荷高峰时配网主干线路上流过的电流,从而起到降低负荷高峰时线路和变压器损耗的效果。虽然在系统负荷低谷阶段对电池进行充电时会使线路电流较原先有所升高,但考虑到能量损耗是和电流的二次方成正比,所以这种降损的效果还是比较明显的。
储能系统充电时相当于一个负载,使得系统的负荷增加,从而使得系统谷荷时的网损有所增加,但它在放电时,减少系统传输的功率,使得系统峰荷时的网损减少,我们通过分析可以得出在一定储能容量范围内,它所引起的网损减少量大于其引起的网损增加量。
将电源和负荷之间的输配电网等效为一个电阻R和电抗X,负荷侧的有功和无功功率分别为P和Q、电压为U,则输配电网的有功功率损耗可表示为:
设负荷低谷时的平均有功功率为Pl,无功功率为αPl,负荷高峰时的平均有功和无功功率分别为βPl、αβPl,取Pmax=kPl,因为储能装置具有四象限运行特性,设有功功率和无功功率均为kPl。则谷荷、峰荷时其等效有功功率和无功功率均为kPlT/Tl、kPlT/Th,未投入储能装置前,谷荷时的有功损耗为
峰荷时的有功功率损耗为
投入储能装置后,谷荷时的有功功率损耗为
峰荷时的有功功率损耗为(www.xing528.com)
设谷荷和峰荷时电网的有功功率损耗率分别为ηl、ηh,则谷荷时增加的有功功率损耗为
峰荷时减少的有功功率损耗为
所以在减少网损方面的年收益E2为
式中 n———储能装置每年充放电循环次数;
T———储能装置以功率Pmax充电的持续时间(h);
eh和el分别为峰时段和谷时段电价。
E2为Pmax和T的二元二次函数,当其中一个变量固定时,函数曲线呈抛物线状,所以当储能容量达到一个极值之后,储能装置减少总网损费用的作用会下降。
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