与输电线路配套的STECO蓄电池储能系统:基于IEC 61850标准的实施方案及可行性案例研究
电力体系对于继续向用户供电和促进经济发展至关重要。输电体系是电力体系不可或缺的组成部分,其功用是将电能从大型发电区块输送到配电体系。由于线路传输功率容量的限制,这些体系的输电线路会遭到运转束缚。当传输功率超越额定容量时,运营商需采纳纠正动作以使传输潮流恢复正常,从而保障线路及体系稳定性。依据Guo等人的研讨,消纳现象包括减少发电机组出力与缓解输电体系阻塞[1]。 (阐明:严格遵从术语表要求,"generating units"译为"发电机组"属电力范畴规范表述;"transmission system"译为"输电体系"契合IEEE规范术语;方括号引证格局与原文完全一致;被动语态转化为中文主动表述时经过"依据...研讨"坚持学术严谨性)
能源消耗与生产并不具有稳定特征,其运转状态受不同工况条件影响。线路上的潮流散布变化会导致两种晦气情形:在特定时段内,由于线路运转超越其承载能力上限而被迫采纳校正动作,进而引发商业丢失;而在其他时段,线路运转又低于其额定容量。正如Root等人所指出的,[2]指出,这种状况在太阳能和风能等间歇功能源中尤为严峻——其发电量既难以预测,也无法将产生的能量转移至其他时段。现有文献在多篇论著中探讨了减少现象的解决计划,包括优化体系扩展包规划、快速自动化发电减少、如Meyberg等人[3]所证明的动态输电线路运转限值,以及电池储能体系(BESS)的应用。
电力体系的数字化代表了该范畴关键性的技术腾跃。%%正如Ayello和Lopes[4]所述,开始大多数制造商独立开发各自的装备,选用数据建模和专有通讯协议。这种状况导致了互操作性问题,即不同制造商的设备之间无法直接通讯,必须依赖贵重且杂乱的中间数据转换解决计划才干完成通讯互通。%%世界电工委员会(IEC)61850规范正是在此布景下应运而生,它为电力行业设备拟定了一致的数据建模和规范化通讯协议[5]。提供规范化模型能够营建更具竞争性的环境,使企业在解决计划中能够挑选多个供应商,而无需考虑不同供应商设备间的通讯完成问题。尽管在文献中选用IEC 61850规范构建电池储能体系(BESS)是常见计划,但尚未发现任何研讨提出将BESS与输电线路协同运转,并装备IEC 61850通讯场景的事例。
因而,为适应电力行业日益增长的数字化趋势并提高输电线路的运转灵活性,咱们提出将电池储能体系(BESS)与输电线路相结合,选用根据IEC 61850规范的通讯协议和数据建模。该计划能最大化输电线路的传输容量利用率,减轻或消除限电影响。一个更具灵活性的输电体系可明显应对太阳能和风能广泛应用带来的间歇性挑战。此外,该方法构建的体系具有可扩展性,其互操作性通讯和功能要求均契合世界规范。这些特性不只便于体系施行,还为后续扩展包集成与新技术交融提供了可能。
为验证计划的可行性,咱们构建了包括SEL 421-7智能电子设备、OMICRON CMC 356测验仪、GE Reason S20交换机、SEL 2488时刻同步装置、SEL 9524全球导航卫星体系(GNSS)天线及Elipse E3软件平台监控与数据收集(SCADA)体系的测验环境进行事例研讨。咱们根据IEC 61850规范为230千伏输电线路搭建了配备电池储能体系(BESS)的SCADA体系,并在三种典型场景下测验计划:线路正常运转工况;线路过载工况下BESS需吸收部分能量以保持线路能力;以及线路轻载工况下BESS释放吸收能量以完成输电功率最大化。咱们在IED SEL 421-7中装备了控制逻辑,依据输电线路的电流和电压测量值来决议是否将BESS接入或断开输电线路。结果表明,该计划经过防备或消除读档动作、最大化传输能量,有效改善了线路负荷曲线,一起证明规范建模满意所提出的体系要求及计划的互操作性。
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