0 引言

    随着社会的不断进步和发展，能源的需求和消耗日益增加。因此能源危机和环境污染问题越来越严重。传统的化石能源如煤炭、石油、天然气，是不可再生能源，随着消耗越来越紧缺，并且还会带来环境污染和全球变暖等一系列问题。党的十八大以来，我国在生态文明建设方面已经取得很大的进步，但目前我国的环境问题、能源改革问题依然艰巨，亟待以绿色发展引领能源行业变革。十九大报告指出，要坚持绿色发展理念，推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。发展清洁能源是改善能源结构、保障能源安全、推进生态文明建设的重要任务。因此改变能源结构，发展可再生能源成为目前的研究重点。近年来，太阳能、风能、潮汐能等可再生能源快速发展，可再生能源的应用改善了传统的能源体系，其具有污染少、可持续的优势。因此，以可再生能源为核心的分布式发电得到大规模运用和发展。但是由于可再生能源容易受到天气、季节、气候等因素的影响，以可再生能源为核心的分布式发电具有间歇性、随机性和不稳定性，当大规模分布式发电接入配电网后，电网电压容易发生波动，从而影响电气设备的寿命，增加配电网的功率损耗。综上所述，研究分布式发电的特点，找到一种合适的配电网电压调节策略是十分必要的。

    近年来，大量分布式电源接入配电网，为配电网带来了很多影响，主要表现在电压波动、潮流流向、系统保护等方面，但与之相关的技术解决方案也正在开展研究。文献[1]、[2]提出将串联电容补偿应用到配电网的电压调节中，当电压发生波动时，可检测负荷侧电压，计算出需要的电容补偿量，自动调节等效阻抗，从而稳定电网电压。文献[3]提出利用调节有载调压变压器(On-Load Tap Changer，OLTC)的分接头来改善配电网电压分布，在OLTC无法满足的情况下，利用OLTC和静止无功补偿装置(Static Var Compensator，SVC)复合式调节方式，来稳定配电网电压。文献[4]提出一种晶闸管分级电压调节器(Thyristor Voltage Regulator，TVR)，可以自动分级调节电网电压，并可以适应潮流方向的变化。但是电容补偿、OLTC、电压调节器这几种方法调节速率低，并且频繁调节还会降低使用寿命，降低调节效率。

    为了解决这些传统调节方法的不足，近年来的研究表明将电池储能系统(BESSs)运用到配电网电压调节中有很好的应用前景。文献[5]从储能系统对配电网电压的改善作用方面考虑, 提出了集群电压自治策略。在文献[6]中，通过获取电池单元的最佳位置、容量和额定功率，开发了一种包括风电DG的有源配电网。电池同时针对多个对象进行调度，即调峰、调压和提高可靠性。文献[7]研究了在主动配电网背景下的储能系统优化配置问题，建立了相应的优化配置模型，并提出了求解方法，发挥储能系统对主动配电网的最大支撑作用。文献[8]引入储能装置并利用充放电的特性对配电网电压偏差指标进行优化，提出的配电网有功-无功协调优化模型可有效地降低配电网电压偏差。文献[9]提出“削峰填谷”和“平滑负荷”两种优化目标，针对这两种优化目标，研究储能系统配置的问题。文献[10]介绍了一种电网规模的BESSs的运行和控制方法，该系统旨在减轻光伏(PhotoVoltaic，PV)集成的负面影响，同时提高整体配电系统的效率和运行。文献[11]对带有储能系统的风力发电接入配电网产生的问题进行了深入研究。文献[12]建立了电池储能系统接入配电网后的数学模型，研究了储能容量配置和优化问题。

    本文基于前人研究所做的工作，提出了一种新的BESSs协调控制算法，通过多个BESSs的协调充放电，将电网节点电压控制在允许范围内，降低了配电网电压偏差带来的不利影响。BESSs参与配电网电压调节这种方法响应速度快，降低了配电网的电压波动，提高了电能质量。并且还可以实时监控电荷状态（SOC）来获取电池的剩余容量大小，以此来调整充电还是放电，减少了电池组的充放电次数，提高了电池组的使用寿命。

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作者信息:

焦永斌，秦会斌，华咏竹，周继军

（杭州电子科技大学 新型电子器件与应用研究所，浙江 杭州310018）