分散式储能系统汇聚效应机理及应用研究

At present, there are dozens of distributed energy storage system in Jiangsu power grid and the scale reached 100 MW level, showing decentralized access, disorderly autonomous operation of the situation. This situation that is intensified trend not only failed to play a very good power grid support role, but caused a certain degree of impact on the power grid. In order to solve this problem, this project analyzes the distributed storage mechanism of different types and different layouts, and puts forward the multi-agent system frame control strategy. Based on the D5000 system of Jiangsu Power Grid, the distributed energy storage system convergence control system is developed to realize the decentralized resource Use. This project proposes a distributed energy storage "elastic" convergence effect evaluation method based on shared economic theory and energy storage quotation strategy to evaluate the convergence potential of distributed energy storage resources, realize the integrated filtering and sorting of distributed energy storage resources. Based on the convergence of resources in the distribution network, this project carries out energy storage system supplementary planning technology research. Then the project builds multi-point distribution of distributed energy storage system cluster control system, to achieve hierarchical aggregation of distributed energy storage resources based on multi-agent system framework. Exploring the dynamic economic scheduling strategy of the wide area distributed energy storage system under the multi-application requirement. Finally, the proposed method is verified in demonstration project to provide an important theoretical support and technical support for the establishment of localized distribution network with high permeability distributed energy storage resources and provide a useful reference for the operation of 100 MW energy storage system of Jiangsu Power Grid.

目前，江苏电网中分布式储能系统累计几十余处，规模达到百MW级，呈现分散接入、无序自主运行的态势，而且呈愈演愈烈的趋势，不仅未能起到很好的电网支撑作用，反而对电网造成了一定程度上的冲击。针对该问题，本项目深入剖析不同类型、不同布局的分布式储能汇聚机理，提出多代理系统框架控制策略，并基于江苏电网D5000系统开发分布式储能系统汇聚控制系统，实现分散资源的统调使用。提出基于共享经济理论和储能报价策略的分布式储能“弹性”汇聚效应评估方法，实现储能资源的筛选排序，并在量化电网已有资源的基础上，开展储能补充性规划技术研究，然后基于多代理系统框架搭建多点布局储能系统的集群控制系统，实现分布式储能资源的分层汇聚，并研发分布式储能系统多代理控制系统，最后在示范中对所提方法进行实例验证，为建立局域配电网中高渗透率分布式储能资源的汇聚应用提供重要的理论支撑和技术支持，为江苏电网百MW级储能系统运行提供有力借鉴。

随着分布式电源大量接入配电网，其接入点的可控性差和出力的不确定性给配电网的规划运营带来了日益严峻的挑战。将无序、自主运行的分散储能整合成接受统一调度的优良资源，在面对多样化、点数众多、具有一定闲置率、碎片化分散式的储能装置的统一调控，将动态响应能力、功率支撑能力、容量支撑能量、有效汇聚时间、系统稳定性、系统故障率等因素作为影响分散式储能汇聚潜力的关键指标，采用层次分析法建立分散式储能汇聚模型；在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下，构建集群经济调压模型，分析电压允许偏差范围内储能系统运行网损收益与套利收益的变化趋势，确定了各集群储能最优时序出力；基于分散式储能间荷电状态时序特征的关系研究，提出一种基于全景理论的分散式储能集群优化调度策略。首先，考虑不同应用场景下分散式储能间的互补性，利用全景理论的能量函数将分散式储能进行分组聚合。然后，在确定分散户储能聚合的基础上，建立了分散式储能调用成本优化模型，对聚合前后储能的调用成本的结果进行对比分析。基于共享经济理论和分层聚类算法开展汇聚理论研究，提出多类型单储能系统的汇聚潜力评估方法，建立储能资源与工况需求的实时匹配度指标体系，开发储能设备汇聚评估系统，实现对储能系统运行性能、设备兼容性及汇聚经济效益等方面的多维度评价;基于 MAS 系统框架研发分布式储能系统汇聚应用的三层架构平台，具体包含开发可嵌入江苏 D5000 平台的汇聚应用调度模块、研发储能系统汇聚层协调控制器、研发储能设备多代理子控制器，基于用户用能大数据提取其用电行为规律，综合储能设备的历史运行数据、状态数据和系统的需求响应、调峰、调频等功能需求的时序数据，挖掘网侧目标与本地目标间耦合关系，考虑储能系统容量状态、运行状态、电力市场环境、储能系统的竞价机制等动态信息，建立各储能系统互补度矩阵模型。.在上述工作完成的基础上，在此基础上培养研究生5名，已毕业5名；共发表论文46篇（其中EI 11 篇），申请发明专利28项，其中已授权发明专利10项，取得软件著作权12项，制定标准4项，出版专著1部，完成研究报告1部，获中国电力科学技术进步奖1项，省部二等奖4项，中国可再生能源学会科学技术人物奖1项，电力创新奖1项。