0 引言

    隨著社會的不斷進步和發展，能源的需求和消耗日益增加。因此能源危機和環境污染問題越來越嚴重。傳統的化石能源如煤炭、石油、天然氣，是不可再生能源，隨著消耗越來越緊缺，并且還會帶來環境污染和全球變暖等一系列問題。黨的十八大以來，我國在生態文明建設方面已經取得很大的進步，但目前我國的環境問題、能源改革問題依然艱巨，亟待以綠色發展引領能源行業變革。十九大報告指出，要堅持綠色發展理念，推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。發展清潔能源是改善能源結構、保障能源安全、推進生態文明建設的重要任務。因此改變能源結構，發展可再生能源成為目前的研究重點。近年來，太陽能、風能、潮汐能等可再生能源快速發展，可再生能源的應用改善了傳統的能源體系，其具有污染少、可持續的優勢。因此，以可再生能源為核心的分布式發電得到大規模運用和發展。但是由于可再生能源容易受到天氣、季節、氣候等因素的影響，以可再生能源為核心的分布式發電具有間歇性、隨機性和不穩定性，當大規模分布式發電接入配電網后，電網電壓容易發生波動，從而影響電氣設備的壽命，增加配電網的功率損耗。綜上所述，研究分布式發電的特點，找到一種合適的配電網電壓調節策略是十分必要的。

    近年來，大量分布式電源接入配電網，為配電網帶來了很多影響，主要表現在電壓波動、潮流流向、系統保護等方面，但與之相關的技術解決方案也正在開展研究。文獻[1]、[2]提出將串聯電容補償應用到配電網的電壓調節中，當電壓發生波動時，可檢測負荷側電壓，計算出需要的電容補償量，自動調節等效阻抗，從而穩定電網電壓。文獻[3]提出利用調節有載調壓變壓器(On-Load Tap Changer，OLTC)的分接頭來改善配電網電壓分布，在OLTC無法滿足的情況下，利用OLTC和靜止無功補償裝置(Static Var Compensator，SVC)復合式調節方式，來穩定配電網電壓。文獻[4]提出一種晶閘管分級電壓調節器(Thyristor Voltage Regulator，TVR)，可以自動分級調節電網電壓，并可以適應潮流方向的變化。但是電容補償、OLTC、電壓調節器這幾種方法調節速率低，并且頻繁調節還會降低使用壽命，降低調節效率。

    為了解決這些傳統調節方法的不足，近年來的研究表明將電池儲能系統(BESSs)運用到配電網電壓調節中有很好的應用前景。文獻[5]從儲能系統對配電網電壓的改善作用方面考慮, 提出了集群電壓自治策略。在文獻[6]中，通過獲取電池單元的最佳位置、容量和額定功率，開發了一種包括風電DG的有源配電網。電池同時針對多個對象進行調度，即調峰、調壓和提高可靠性。文獻[7]研究了在主動配電網背景下的儲能系統優化配置問題，建立了相應的優化配置模型，并提出了求解方法，發揮儲能系統對主動配電網的最大支撐作用。文獻[8]引入儲能裝置并利用充放電的特性對配電網電壓偏差指標進行優化，提出的配電網有功-無功協調優化模型可有效地降低配電網電壓偏差。文獻[9]提出“削峰填谷”和“平滑負荷”兩種優化目標，針對這兩種優化目標，研究儲能系統配置的問題。文獻[10]介紹了一種電網規模的BESSs的運行和控制方法，該系統旨在減輕光伏(PhotoVoltaic，PV)集成的負面影響，同時提高整體配電系統的效率和運行。文獻[11]對帶有儲能系統的風力發電接入配電網產生的問題進行了深入研究。文獻[12]建立了電池儲能系統接入配電網后的數學模型，研究了儲能容量配置和優化問題。

    本文基于前人研究所做的工作，提出了一種新的BESSs協調控制算法，通過多個BESSs的協調充放電，將電網節點電壓控制在允許范圍內，降低了配電網電壓偏差帶來的不利影響。BESSs參與配電網電壓調節這種方法響應速度快，降低了配電網的電壓波動，提高了電能質量。并且還可以實時監控電荷狀態（SOC）來獲取電池的剩余容量大小，以此來調整充電還是放電，減少了電池組的充放電次數，提高了電池組的使用壽命。

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作者信息:

焦永斌，秦會斌，華詠竹，周繼軍

（杭州電子科技大學 新型電子器件與應用研究所，浙江 杭州310018）