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双向潮流下考虑储能系统状态耦合特性的配电网电压协调管理策略
Coordinated Voltage Management Strategy for Distribution Networks Considering State Coupling Characteristics of Energy Storage Systems under Bidirectional Power Flow
| 作者 | 黄莘杰方斯顿罗颖冰陈冠宏牛涛廖瑞金 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年14月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 14 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 配电网电压管理 双向潮流 变压器电压控制特性 储能系统调节可行域 多层次协调电压控制策略 |
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针对高比例可再生能源接入引发的“输-配网双向潮流”带来的电压管理难题，提出一种考虑双向潮流特性的配电网电压协调控制策略。通过分析变压器模型对高低压侧电压调控特性的影响，量化其在双向潮流下的控制能力；结合电池健康状态、荷电状态与功率状态的耦合关系，基于实验数据构建储能系统调节可行域，并采用分段线性化方法建立实用化控制模型，实现对储能充放电能力的动态约束；根据可再生能源渗透水平差异，设计多层次协调电压控制策略，有效抑制电压越限。基于改进IEEE 33节点系统的仿真验证了该方法在不同渗透率场景下的有效性与实用性。
针对高比例可再生能源接入引起"输-配网双向潮流"带来配电网电压管理难题,该文提出一种应对双向潮流的配电网电压管理策略.首先,挖掘变压器模型对配电网电压控制特性的影响机理,量化双向潮流下变压器高/低压母线电压控制特性.其次,为保证储能电池运行安全,基于电池实验数据,构建包含电池健康状态(state of health,SoH)、荷电状态及功率状态耦合关系的储能系统调节可行域,并采用分段线性化方式建立实用控制域模型,实现不同 SoH 下对储能充放电能力的实时约束.最后,基于可再生能源的渗透水平差异,提出多层次协调电压控制策略,减少双向潮流下配电网电压越限.通过改进IEEE 33系统算例验证所提方法在不同可再生能源渗透率场景下提供有效电压管控措施的科学性和实用性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。文章提出的储能SOC-SOH-功率三态耦合模型及分段线性化可行域建模方法，可直接应用于ST储能变流器的功率管理策略，实现电池健康状态感知下的动态充放电约束，延长电池寿命。双向潮流下的变压器电压调控特性量化分析，为阳光电源配电网侧储能系统与SG光伏逆变器的协调控制提供理论依据，优化iSolarCloud平台的多设备协同电压管理算法。多层次协调控制策略可集成到PowerTitan系统的EMS能量管理模块，提升高渗透率场景下的电压支撑能力，增强产品在源网荷储一体化项目中的竞争力。