储能体系可作为配电网规划中的缓解代替计划,若其战略性地布置和运转以减少线路拥塞和电压越限,则可代替传统的电网晋级办法。本文研讨了分布式电池储能体系的技能与经济可行性由体系运营商持有,作为配电网扩容的代替计划。事例剖析研讨了在电池储能体系的技能与经济可行性西班牙实践500节点中压电网中继续读档增加场景下的使用。结果表明,全年龄范围内,专用电池储能体系仅在特定条件下(例如预期低读档增加率时)才是配电网规划中具有本钱效益的代替计划。但是,这些体系每年仅需在少量日期用于削峰填谷。针对所剖析的事例剖析在各类继续负荷增加情境下,其总本钱中可经过推延配电网晋级而回收的部分占比均高于削峰所需的循环次数份额。因而,本研讨还讨论了移动式电池储能体系、本钱补助及收益叠加是否能使电池储能体系成为高效的配电网规划代替计划。
导言
配电网(DNs)正阅历由分布式动力(DERs)浸透率提升驱动的重大转型。电气化程度的进步以及更高份额DERs并网的需求,使配电网规划(DNP)成为关注焦点。由于动力需求的电气化开展与DERs接入配电网的规模扩大,配电体系运营商(DSOs)正面对新的挑战。但是,电网数字化使DSOs能够从DERs智能运转(如储能体系ESSs)所完成的高价值服务中获益[1]。因而,经过战略性布置和运转DERs,可在DNP中将其作为代替传统线路强化的非导线计划加以使用[2]。
在欧盟,《指令(EU)2019/944》第36条一般不允许配电体系运营商(DSO)拥有、开发、办理或运营储能体系(ESS),除非这些体系是彻底集成的电网组件(即ESS不能用于在电力市场中生意动力)且已取得国家监管机构的同意。但是,欧盟委员会最近建议体系运营商进一步评价ESS是否能够作为传统配电网晋级出资更具本钱效益的代替计划[3]。例如,与配电体系连接的ESS能够缓解电网元件过载、下降可再生动力发电的间歇性、改善电能质量并控制电压波动[4]。
在此背景下,关于配电网中分布式储能体系(ESS)最优容量装备与选址的研讨已逐渐成为学术文献关注的焦点[5]。ESS作为具有高度灵活性的分布式动力资源(DER),可服务于多种使用场景与规划方针[6]。现有研讨[[7], [8], [9]]中最常见的使用是经过电价低谷时段充电、用电高峰时段放电的能量套利办法获取经济效益。此外,ESS在配电网运转中还能经过下降网损、增强电压调理能力、提升供电可靠性及防备线路过载等办法创造价值[10]。更值得注意的是,配电网中布置的ESS可向上级输电网供给辅佐服务,并有效缓解分布式发电(DG)带来的不确认性[11]。所有这些使用都能为电力体系带来不同的效益:推延输配电网络晋级需求、供给频率与非频率辅佐服务、完成能量套利、下降峰值发电容量、进步间歇性可再生动力并网份额以及减少碳排放[12]。
配电出资推延一般不会被纳入具有多重收益流(multiple revenue streams)的
电池储能体系(BESS)组合中。最常见的收益组合包含能量套利、频率恢复服务和可再生动力发电并网[13]。此外,现有文献尚未充沛讨论在何种特定条件下,储能体系可作为推延配电网晋级的电网资产代替计划。 %% 多数研讨将上述若干效益整合至方针函数中,以最小化体系总本钱[[7], [8], [9],12],或进行多方针优化[10,14]。但是在这些研讨中,能为电力体系带来更大效益的方针(如能量套利、弹性提升等)对最优解的确认具有更明显影响。
另一方面,部分学者致力于研讨如何将ESS(储能体系)作为配电网拥堵缓解的战略性代替计划进行优化使用[[15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]。针对BESS(
电池储能体系)的充放电调度优化研讨已使用于以下场景:推延变电站扩容[15]、规避电压越限与过载问题[16]、实施峰谷调理[17]以及下降电动汽车(EV)充电峰值负荷[18]。值得注意的是,上述文献均未对BESS装备与电网晋级出资的协同优化决议计划进行归纳研讨。在高太阳能光伏浸透率下,针对配电网中分布式
电池储能体系(BESS)的最优容量装备问题,文献[19]研讨了其在电压调理和峰值读档减少方面的使用。文献[20]则剖析了如何经过储能体系与实时热额定值监测相结合来供给额定所需容量,然后增强配电体系供电安全性。但是,文献[20]选用的概率剖析办法未进行任何优化,仅局限于缓解变电站层面的拥堵问题。文献[20]未建立配电网模型,其加固本钱仅基于与变电站的间隔进行估算。
文献[21]对在多个配电网中装置储能体系(ESS)以缓解高电动汽车浸透率导致的电网拥堵进行了技能经济剖析,但未评价峰值读档变化及读档增加条件的影响。研讨[22]指出,使用
电池储能体系(BESS)推延网络晋级的最佳场景是预期读档增加率较低且推延出本钱钱高昂的状况,但该理论讨论缺少事例研讨支持。文献[23]针对小型测验电网在六种读档与分布式发电(DG)情境下,剖析了动态线路额定值与储能体系的期权价值。但是,该研讨的规划周期短于储能体系使用寿命,无法判定其是否具有可行性规划代替计划的潜力。因而,需要进一步研讨在继续读档增加条件下,储能体系的装置实践何时能有效推延或避免配电网晋级改造。
此外,最新研讨已确认移动式
电池储能体系(BESS)是一种提升电网韧性的新式资源[24,25],可进步可再生动力占比与电动汽车快充站覆盖率[26],并减少发电减少与能量损耗[27]。据作者所知,本研讨初次评价了将BESS迁移至新选址时,经过缩短项目周期来抵消额定运输与装置本钱的可行性,这是将BESS作为电网规划代替计划进行出资时的要害考量。
本研讨剖析了在继续负荷增加情境下,BESS的最优装置计划能否作为推延网络加固出资的技能经济代替计划。本文聚集于配电网规划(DNP),因而将BESS视为由配电体系运营商(DSO)彻底集成并运营的电网组件,旨在下降高峰时段配电网(DN)的负载压力。本文的主要立异点包含:
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评价配电体系中由配电体系运营商(DSO)拥有的电池储能体系(BESS)的最优装置计划,是否可作为网络晋级的技能经济规划代替计划。经过所提出的办法取得网络晋级与BESS出资的最优组合,该办法选用遗传算法(GA)对分布式BESS进行选址和容量装备,以最小化配电网(DN)中的出本钱钱。
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确认电池储能体系(BESS)在全生命周期总本钱中,经过推延配电网(DN)晋级在不同读档增加情形下可回收的份额。这一剖析经过西班牙实践500节点配电网的事例研讨得到验证。
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评价立异办法提升配电网规划(DNP)中电池储能体系技能经济可行性的潜力。这些办法包含移动式电池储能体系、本钱补助金以及与其他电网服务的收入叠加形式。