黄立华1 王卫1 董楠1 张志坚1 王腾飞1 徐晓进2
1、国网北京市电力公司 北京市 100031；2、国网平谷供电公司 北京市 100021
摘要：本文针对电力系统供需不平衡问题，在10kV电压等级电网中应用储能技术，满足电力系统调峰的需求。本文叙述了储能电站在大城市电网中的削峰填谷、提升新能源消纳、应急备用功能。并详细介绍了北京电网新投入运行的储能电站的总体结构、通讯方案及控制策略。
关键词 ：储能电站结构；控制策略；控制流程
0 引言
目前大城市电网中，通常，白天用电是用电高峰，夜间用电量是低谷。因此，面对不同的用电需求，需要采取相应的电能调节措施，以应对不同时段的用电需求。
为实现电网削峰填谷、提升新能源消纳、应急备用等功能[1-4]，北京公司分别在怀柔、延庆建成两座储能电站，储能电站通过变电站10kV母线并网。
1储能电站调控系统
1.1总体结构
北京公司最新投入使用的储能电站及储能电站调控系统，储能电站调控系统在基于风电预测功率，在风电峰值区域进行充电，此时间段储能系统充电至满[5-8]。
风储系统由风力发电、储能电站和负荷组成。风力发电向电网输送功率 ,储能电站向电网输送或吸收功率，二者通过负荷母线合成的功率, 负荷并联于母线并接入大电网系统运行。
北京电网储能电站调控系统，按照市调、地调两级部署的原则，该系统包括三部分，分别为市调储能模块、地调储能模块。按照市调、地调两级协同配合的原则，进行储能电站的运行控制。系统架构如下图所示：
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图1 北京电网储能电站调控系统总体架构图
北京电网储能电站调控系统采用分层架构，分为调控主站与控制子站。调控主站包括市调储能调控模市调模块，实现所有储能电站的集中监视与调度。地调模块负责所调区域储能电站的监视与调度。市调模块将调度指令下发至地调模块，地调模块执行市调模块指令并转发至控制子站，控制子站接收调度命令并控制各储能系统。
1.2通讯方案
储能站采用一发双收，对市调D5000与地调同步发送储能站信息。变电站数据、风电实时数据，市调模块通过D5000提供的二次开发接口读取，地调从D5000获取数据。储能电站调度指令由市调储能模块发出，通过D5000系统下发怀柔地调，由地调下发到储能站。预测数据经由D5000传送到数据文件路径中，市调模块与地调模块共同读取。
储能日前、日中计划数据由市调储能模块写入到数据文件路径中，供地调储能模块读取。
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2 控制策略
2.1策略描述
储能电站调控系统具备兼顾新能源消纳和削峰填谷应用模块。利用储能系统充放电，在减小峰值负荷，降低主变负载的同时提升新能源消纳。
约束条件：
(1)不引起上级主变、线路N-1负载率超过100%。
(2)不应造成反送功率的情况。
(3)储能电站最大充放电能力。
(4)储能电站荷电状态约束。
控制策略：
(1)充电在00：00-06：00；放电在晚上22：00之前。
(2)一充一放的原则。
(3)充电策略：基于风电预测功率，在风电峰值区域，此时间段储能系统充电至满。若风电没有峰值区域，则参考负荷曲线，在负荷低谷时充电。
(4)放电策略：基于负荷预测数据，在负荷峰值时储能系统放电。（夏季中午高峰，冬季可能中午或者晚上）
2.2控制流程
控制模型输入输出：
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2.2.1.充电功率计算策略
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2.2.2.日内计划充电过程
同日前充电计划，不同的是预测数据优先选择日内预测，超过日内预测的部分由日前替代。
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2.2.3.日前计划放电过程
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2.2.4.日内计划放电过程
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2.2.5.实时充放电过程
实时充放电过程根据真实负荷的实际值与趋势，不断调整日内计划，保障实时下发数据的合理性。
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储能电站调控系统控制策略基于风电预测功率，在风电峰值区域进行充电，此时间段储能系统充电至满。若风电没有峰值区域，则参考负荷曲线，在负荷低谷时充电。基于负荷预测数据，在负荷峰值时储能系统放电。从而达到削峰填谷与新能源消纳的作用，从而减低主变负载率。
3 结论
本文针对电力系统供需电量不平衡问题，应用储能技术，满足电力调峰的需求，进而从总体上实现电网运行的平稳。本文详细介绍了北京电网新投入运行的储能电站的总体结构、通讯方案及控制策略。从而实现储能电站在电网中的削峰填谷、提升新能源消纳、应急备用的功效。
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作者简介：黄立华（1982—），女，汉，籍贯：天津蓟县，通信作者，高级工程师，工学硕士，现就职于北京市电力公司，从事电网方式管理。