锂电储能系统削峰填谷的容量配置方法研究曾昭愈

曾昭愈

（华自科技股份有限公司湖南长沙410205）

摘要：随着分布式能源及能源互联网的发展，储能技术在多能互补及能源互联网中起着重要的作用。近年来随着经济的发展，各工业园区用电负荷增长迅速,峰时系统供电能力不足，经常拉闸限电。为满足峰时负荷用电需求及减少供配电系统的增容投资，许多工业园区采用了储能系统进行供电，本文通过工业园区的峰谷时段负荷特性来分析研究锂电储能系统的容量配置方法。

关键词：锂电储能系统；削峰填谷；PCS；容量配置

引言

随着社会经济的发展，工业增长迅速，随着用电负荷越来越多，用电量越来越大，对电网的容量需求也更高，特别是用电高峰时段，用电负荷的迅速增长，导致原有供电系统供电能力不足，供电公司只好采取拉闸限电的方式进行负荷调节,并采取峰谷电价措式鼓励引导广大电力用户进行错峰用电，从而使电力系统平稳运行。对于用电依赖度高的企业和工业园区会因电力部门的拉闸限电及自身变压器的容量限制造成极大的经济损失，迫切需要临时供电设备来保证园区的正常用电。储能系统被许多企业用户用来作为供电设备运用。在晚上用电低谷时负荷小、电价低，此时进行电能储存既能使电能得到充分利用又能节省用电成本，当白天用电高峰时段时负荷大、电价高此时采用储能系统供电，既能解决自身变压器用电高峰时容量不足问题，减少增容投资提高用电的可靠性又能节省高电价的用电量。所以工业园区采用储能系统对负荷进行削峰填谷调节，既提高了用电的可靠性，又为企业来来了经济效益。本文以长沙地区的电价为基础，通过企业内部工业园区的负荷变化来研究工业园区储能系统削峰填谷时的容量配置方法。

1、大工业用电分时电价分析

本文以长沙市大工业用电峰谷电价进行分析，如下表1是从长沙市供电局获取的尖峰平谷电价及时段划分。

3、储能系统电量需求计算

由上表数据分析可知全年最大负荷出现在1月S1=619kVA，现以1月的负荷数据做为参考来选择储能系统的规格，过程如下：

由峰时电量可知1月峰时电量Wp=64098kWh1月共24个工作日

平均每天峰时电量：Wd=Wp/24=64098/24=2671kWh

长沙地区峰时段8：00~11：0015：~19：00共7小时

园区峰时工作时段上午8：30~11：00T1=2.5h,下午15：00~17：30T2=2.5h

上下午峰时的工作时长相等每段峰时用电量：W1=Wd/2=2671kWh/2=1335.5kWh

1#变压器容量Sb＝500kVA取功率因数COSφ=0.9变压器效率η1=0.95

则峰时变压器额定输出电量

Wb＝Sb×COSφ×η1×T1=500*0.9*0.95*2.5=1069kWh

峰时需储能系统补充电量为W2=W1-Wb=267kWh

4、电能池容量配置计算

按补电需求W2=267kWh设PCS充放电效率η2=0.95电池放电深度DOD=0.85，电池选用业内常用的磷酸铁锂电池，其容量为：

E=W2/η2/DOD=267/0.95/0.85=330kWh

5、储能逆变器(PCS)容量计算

1）需满足尖峰时负荷过载要求

P1≥(S1×COSφ-Sb×COSφ×η1)/η2=(619*0.9-500*0.9*0.95)/0.95=136kW

2）需满足中午下班时段把上午峰时段所放电量补满的需求

中午下班时段12：00~13：00共1小时T3=1

P2≥W2/T3/η2=267/1/0.95=281kW

PCS功率P≥max{P1,P2}=281kW

6、结语

根据上述分析可知，当园区变压器容量为500kVA在上述园区负荷变化情况下，采用锂电储能系统进行削峰填谷，电池容量需配置330kWh，PCS功率应为281kW。

参考文献：

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