多站融合場(chǎng)景下的系統(tǒng)配置及協(xié)調(diào)運(yùn)行策略

馬會(huì)萌，李相俊，賈學(xué)翠

(新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司)，北京市100192)

0 引 言

近年來(lái)，伴隨能源加快向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型和信息化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在城市區(qū)域內(nèi)，電動(dòng)汽車(chē)、5G通信基站、數(shù)據(jù)中心、分布式發(fā)電、儲(chǔ)能等蓬勃發(fā)展，對(duì)土地資源及變配電資源的需求量快速增長(zhǎng)。利用城市變電站供電資源及閑余空間資源，建立電動(dòng)汽車(chē)充電站、數(shù)據(jù)中心等可實(shí)現(xiàn)資源集約化開(kāi)發(fā)，構(gòu)建多站融合場(chǎng)景可提高城市變電站的土地和變配電資源利用率，同時(shí)可結(jié)合各站間資源稟賦實(shí)現(xiàn)站間功能融合互補(bǔ)支撐。

目前針對(duì)多站融合場(chǎng)景，已有業(yè)內(nèi)人士開(kāi)展了部分研究。文獻(xiàn)[1-2]探討了“多站融合”的一體化運(yùn)營(yíng)模式，文獻(xiàn)[3-4]開(kāi)展了儲(chǔ)能站的容量設(shè)計(jì)和運(yùn)行問(wèn)題研究，文獻(xiàn)[5]開(kāi)展了多站融合場(chǎng)景下的供電系統(tǒng)拓?fù)浼翱刂萍夹g(shù)研究。目前在該技術(shù)方向的研究較少，且多為探討商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)效益方向，還缺乏參照集約化、模塊化設(shè)計(jì)理念的多站融合一體化統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)。

雖然目前針對(duì)多站融合特定場(chǎng)景下的研究尚少，但針對(duì)上述相關(guān)系統(tǒng)的功能融合研究，如分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)、光儲(chǔ)充一體化電站、園區(qū)型微電網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)等，已有較多的研究基礎(chǔ)，該部分研究也為本文提供了可借鑒的研究基礎(chǔ)和思路。文獻(xiàn)[6-14]是關(guān)于光儲(chǔ)充一體化電站、園區(qū)光儲(chǔ)型微電網(wǎng)的研究，研究涉及多系統(tǒng)的容量配置和協(xié)調(diào)運(yùn)行策略等方面。文獻(xiàn)[15-19]是關(guān)于虛擬電廠(chǎng)規(guī)劃、調(diào)度方面的研究，其中文獻(xiàn)[15]研究了包含電動(dòng)汽車(chē)參與需求側(cè)響應(yīng)的虛擬電廠(chǎng)優(yōu)化規(guī)劃方案和協(xié)調(diào)調(diào)度策略；在多能源系統(tǒng)之間的耦合逐漸加深的背景下，文獻(xiàn)[17]探究了電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的協(xié)同規(guī)劃問(wèn)題。另外，在分布式光儲(chǔ)的容量?jī)?yōu)化配置和協(xié)調(diào)控制方面相關(guān)研究成果更為廣泛，文獻(xiàn)[20-25]均為分布式光儲(chǔ)系統(tǒng)在協(xié)調(diào)控制策略方面的研究。

本文在研究過(guò)程中，借鑒前述研究成果中光儲(chǔ)聯(lián)合供電、光儲(chǔ)充一體化運(yùn)行控制，以及不同資源規(guī)劃布局過(guò)程中的多目標(biāo)優(yōu)化思路，針對(duì)多站融合場(chǎng)景下各站的優(yōu)化配置和協(xié)調(diào)運(yùn)行策略開(kāi)展研究。本文在綜合考慮各站功能融合方案基礎(chǔ)上，提出具有較高普適性的多站配置方法及支撐功能融合方案的協(xié)調(diào)運(yùn)行策略。

1 多站融合場(chǎng)景下的功能融合方案

利用現(xiàn)有變電站的空余場(chǎng)地和屋頂面積，建設(shè)數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)能站、分布式光伏、電動(dòng)汽車(chē)充電站、5G通信基站等系統(tǒng)或部分系統(tǒng)，具體建設(shè)需求應(yīng)根據(jù)多站融合的商業(yè)模式和站點(diǎn)周邊業(yè)務(wù)需求而定。下面就各站的功能輸出、資源需求和相關(guān)發(fā)展痛點(diǎn)，分析各站間可能的功能融合點(diǎn)，如表1所示，進(jìn)而形成多站功能融合方案。

表1 多站間的融合功能分析Table 1 Analysis of the integration function among stations

在該融合方案下各站間的能量流交互關(guān)系和電氣拓?fù)淙鐖D1和圖2所示。變電站就近為數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車(chē)充電站和5G通信基站供電，降低損耗；儲(chǔ)能站的部分容量替代數(shù)據(jù)中心/5G通信基站的不間斷電源(uninterruptible power supply，UPS)設(shè)備，其余容量與分布式光伏組成光儲(chǔ)系統(tǒng)給站內(nèi)負(fù)荷供電，實(shí)現(xiàn)分布式光伏最大化就地消納，并可基于峰谷電價(jià)政策價(jià)差套利，降低整站用電成本。

圖1 各站間能量流交互圖Fig.1 Flow chart of energy interaction among stations

圖2 多站融合電氣拓?fù)銯ig.2 Electrical topology of multi-station integration

在多站融合場(chǎng)景下，如果采用鋰電池，通過(guò)UPS備用和峰谷價(jià)差套利功能聯(lián)合應(yīng)用，在該工況下，將降低鋰電池的充放電深度，進(jìn)而延長(zhǎng)儲(chǔ)能設(shè)備的使用年限，為項(xiàng)目收益提供保證，并且在該應(yīng)用場(chǎng)景下儲(chǔ)能設(shè)備每天充放電，從每天的放電電壓數(shù)據(jù)情況可以觀察電池的健康狀況。圖3為儲(chǔ)能站兼容UPS服務(wù)和價(jià)差套利功能的容量分配示意圖。

2 多站容量?jī)?yōu)化配置模型

為使各站的配置滿(mǎn)足在現(xiàn)有變電站內(nèi)擴(kuò)展建設(shè)方便、后期運(yùn)行維護(hù)方便、系統(tǒng)運(yùn)行安全等要求，首先設(shè)定下列配置原則：

1)數(shù)據(jù)中心配置原則。數(shù)據(jù)中心采用室外集裝箱式建設(shè)形式，采用40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，1臺(tái)數(shù)據(jù)中心40尺集裝箱(包括安全距離)占地面積不小于84 m2(14 m×6 m)。

2)儲(chǔ)能站配置原則。儲(chǔ)能站采用室外集裝箱式建設(shè)形式，采用40尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，1臺(tái)儲(chǔ)能站40尺集裝箱(包括安全距離)占地面積不小于153 m2(18 m×8.5 m)。

3)電動(dòng)汽車(chē)充電站配置原則。參考GB/T 51313—2018《電動(dòng)汽車(chē)分散充電設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，小型汽車(chē)充電停車(chē)位面積約2.5 m×5.5 m，計(jì)14 m2。

4)分布式光伏配置原則。以最大化利用空間為原則，分布式光伏利用變電站的可用屋頂面積建設(shè)，據(jù)目前屋頂鋪設(shè)分布式光伏的工程經(jīng)驗(yàn)，1 kW分布式光伏占用屋頂面積為15～20 m2。

5)5G通信基站配置原則。5G通信基站利用變電站的可用屋頂面積建設(shè)，要求可用屋頂滿(mǎn)足5G通信基站的建設(shè)要求，面積大于4.5 m2，屋頂高度超過(guò)13 m。

基于第1節(jié)提出的多站功能融合方案，建立容量?jī)?yōu)化配置模型。

圖3 儲(chǔ)能站兼容UPS服務(wù)和價(jià)差套利功能示意圖Fig.3 Schematic diagram of energy storage station compatible with UPS service and price-difference arbitrage

2.1 目標(biāo)函數(shù)

數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車(chē)充電站和5G通信基站均為高用電負(fù)荷系統(tǒng)，在變電站內(nèi)建設(shè)上述各站，除滿(mǎn)足周邊業(yè)務(wù)需求外，還應(yīng)該著重考慮降低成本。通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)低儲(chǔ)高發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)降低數(shù)據(jù)中心、電動(dòng)汽車(chē)充電站和5G通信基站的電費(fèi)支出。

在此需要注意的是，通過(guò)儲(chǔ)能站為數(shù)據(jù)中心/5G通信基站提供UPS服務(wù)，是替換數(shù)據(jù)中心/5G通信基站原有必須配置的電池設(shè)備，是必須的投入，所以用于提供UPS服務(wù)的儲(chǔ)能成本不需要考慮。而通過(guò)在變電站有限的場(chǎng)地上，建設(shè)儲(chǔ)能站通過(guò)低儲(chǔ)高發(fā)降低多站融合整站電費(fèi)的應(yīng)用涉及到儲(chǔ)能的投資收益問(wèn)題，在優(yōu)化整站經(jīng)濟(jì)性時(shí)，該部分儲(chǔ)能成本必須考慮。

因此，以最低化多站融合場(chǎng)景下整站的年度電費(fèi)支出和用于價(jià)差套利的儲(chǔ)能年投資成本為目標(biāo)。

(1)

用于低儲(chǔ)高發(fā)降低整站電費(fèi)支出的儲(chǔ)能站年投資成本，假定不考慮儲(chǔ)能正常使用期內(nèi)的設(shè)備更換，為便于分析，根據(jù)儲(chǔ)能設(shè)備的使用壽命和基準(zhǔn)收益率，可將儲(chǔ)能站的總投資成本在壽命期內(nèi)進(jìn)行成本分?jǐn)?，與年維護(hù)成本疊加，得到儲(chǔ)能站的費(fèi)用年值。儲(chǔ)能站的費(fèi)用年值CA為：

(2)

式中：CP為儲(chǔ)能設(shè)備的單位功率成本；CE為儲(chǔ)能設(shè)備的單位容量成本；n為儲(chǔ)能設(shè)備的使用年限；i為儲(chǔ)能項(xiàng)目投資收益率；Cm為儲(chǔ)能設(shè)備的單位運(yùn)維成本；Q為儲(chǔ)能設(shè)備的年放電總量；N1為集裝箱式數(shù)據(jù)中心臺(tái)數(shù)；P1、E1分別為單臺(tái)集裝箱式數(shù)據(jù)中心配置UPS設(shè)備的電池額定功率和額定容量；N2為集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)臺(tái)數(shù)；PESS、EESS分別為單臺(tái)集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率和額定容量；N5為5G通信基站數(shù)量；P2、E2分別為單臺(tái)5G通信基站配置UPS設(shè)備的電池額定功率和額定容量。

綜上，最低化多站融合場(chǎng)景下整站的年度電費(fèi)支出和用于價(jià)差套利的儲(chǔ)能年投資成本的目標(biāo)函數(shù)可表述為：

(3)

其中：

(4)

2.2 約束條件

1)各設(shè)備數(shù)量均為非負(fù)整數(shù)。

2)可用場(chǎng)地約束如下：

規(guī)劃建設(shè)面積不超出可用場(chǎng)地面積：

84N1+153N2+14N4≤S1

(5)

式中：S1為變電站可利用空地總面積。

以最大化滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求為原則使用可用場(chǎng)地面積：

(6)

式中：Q1為單臺(tái)集裝箱式數(shù)據(jù)中心計(jì)算能力；Qdata為數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)需求量；Cnum為電動(dòng)汽車(chē)充電位需求量。

3)可用屋頂面積約束如下：

最大化使用可用屋頂面積建設(shè)分布式光伏：

(7)

式中：S2為變電站可利用屋頂總面積。

4)數(shù)據(jù)中心配置以業(yè)務(wù)需求量為上限邊界：

N1Q1≤Qdata

(8)

5)電動(dòng)汽車(chē)充電位配置以業(yè)務(wù)需求量為上限邊界：

N4≤Cnum

(9)

6)5G通信基站約束如下：

N5≤1

(10)

7)UPS服務(wù)約束。由儲(chǔ)能站為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站提供UPS服務(wù)時(shí)，根據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，以數(shù)據(jù)中心的信息技術(shù)(information technology，IT)負(fù)荷和非IT負(fù)荷總最大負(fù)荷的1.2倍雙路×15 min配置替換UPS設(shè)備的儲(chǔ)能容量，雙路電源需要物理隔離，因此需要配置在2個(gè)儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)。為5G通信基站提供UPS服務(wù)時(shí)，需要滿(mǎn)足提供4 h不間斷電源的容量要求。

(11)

8)布局建設(shè)優(yōu)先級(jí)。

從經(jīng)濟(jì)價(jià)值角度出發(fā)，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)優(yōu)先級(jí)高于儲(chǔ)能站和電動(dòng)汽車(chē)充電站，即當(dāng)N1

儲(chǔ)能站在多站融合場(chǎng)景中起到能源流融合的關(guān)鍵支撐作用，儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)優(yōu)先級(jí)高于電動(dòng)汽車(chē)充電站，但在儲(chǔ)能功率、容量能滿(mǎn)足為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站提供UPS服務(wù)的情況下，電動(dòng)汽車(chē)充電位的建設(shè)優(yōu)先級(jí)高于更多儲(chǔ)能集裝箱的建設(shè)，即當(dāng)N5

9)儲(chǔ)能站的數(shù)學(xué)模型[26]。

在運(yùn)行過(guò)程中，儲(chǔ)能站滿(mǎn)足額定功率約束、提供UPS服務(wù)的容量備用荷電狀態(tài)(state of charge，SOC) 下限約束和安全運(yùn)行的SOC上限約束：

(12)

SOCmin+(2N1E1+N5E2)/(N2EESS)≤SOCk≤SOCmax

(13)

(14)

(15)

式中：P′kBESS為k時(shí)段儲(chǔ)能站的輸出功率；γch為儲(chǔ)能站的充電效率；γdisch為儲(chǔ)能站的放電效率；SOCk為k時(shí)段儲(chǔ)能站的荷電狀態(tài)；SOC0為儲(chǔ)能站初始時(shí)刻的荷電狀態(tài)；SOCmax、SOCmin分別為儲(chǔ)能站的荷電狀態(tài)上、下限值。

3 多站協(xié)調(diào)控制策略

多站融合場(chǎng)景由變電站、數(shù)據(jù)中心、5G通信基站、電動(dòng)汽車(chē)充電站、儲(chǔ)能站、分布式光伏站等構(gòu)成，其中變電站和分布式光伏站承擔(dān)供電作用，數(shù)據(jù)中心、5G通信基站、電動(dòng)汽車(chē)充電站為負(fù)荷，儲(chǔ)能站兼具電源和負(fù)荷兩種角色。在供電過(guò)程中，數(shù)據(jù)中心和5G通信基站的供電優(yōu)先級(jí)高于電動(dòng)汽車(chē)充電站，當(dāng)出現(xiàn)市電中斷情況，由光儲(chǔ)系統(tǒng)繼續(xù)為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站供電，覆蓋數(shù)據(jù)中心和5G通信基站UPS設(shè)備的功能范圍。在市電正常供電時(shí)段內(nèi)，以保證用電需求、分布式光伏最大化就地消納、最低化整站的電費(fèi)支出為原則。在電價(jià)高峰時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)承擔(dān)電源角色，由分布式光儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)先為各負(fù)荷系統(tǒng)供電；在電價(jià)低谷時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為負(fù)荷角色，由市電和分布式光伏系統(tǒng)為各負(fù)荷系統(tǒng)供電。協(xié)調(diào)運(yùn)行策略流程如圖4所示，具體運(yùn)行策略如下：

1)實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)充電站、數(shù)據(jù)中心和5G通信基站的負(fù)荷需求。

2)判斷當(dāng)前分布式光伏的發(fā)電情況。若光伏輸出功率可滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心、5G通信基站和電動(dòng)汽車(chē)充電站的用電需求，則由光儲(chǔ)系統(tǒng)聯(lián)合供電，由儲(chǔ)能系統(tǒng)保證供需平衡和電能質(zhì)量，多余電力存入儲(chǔ)能系統(tǒng)或饋入電網(wǎng)；若光伏不能滿(mǎn)足用電需求，轉(zhuǎn)入第3步，判斷市電情況。

3)判斷市電是否正常。若市電故障，則電動(dòng)汽車(chē)充電站停止工作，直到市電正常，由光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站供電，至少覆蓋數(shù)據(jù)中心和5G通信基站UPS設(shè)備的功能范圍。若市電正常，轉(zhuǎn)入第4步，判斷電價(jià)時(shí)段。

4)判斷電價(jià)時(shí)段。判斷是否為電價(jià)高峰時(shí)段，若為電價(jià)高峰時(shí)段，判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)；若為電價(jià)低谷時(shí)段，由光伏系統(tǒng)和市電為包括儲(chǔ)能系統(tǒng)在內(nèi)的所有負(fù)荷系統(tǒng)供電，該時(shí)段儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。

5)判斷儲(chǔ)能狀態(tài)。根據(jù)電池管理系統(tǒng)反饋的SOC狀態(tài)，判斷SOC是否滿(mǎn)足約束，若儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電量大于儲(chǔ)能系統(tǒng)最小荷電量與提供UPS服務(wù)所需的備用電量之和，且光儲(chǔ)供電功率滿(mǎn)足負(fù)荷要求，則由光儲(chǔ)供電；若儲(chǔ)能系統(tǒng)不可放電，由光伏供電、市電補(bǔ)充，儲(chǔ)能系統(tǒng)提供UPS服務(wù)，保證給數(shù)據(jù)中心和5G通信基站的供電電能質(zhì)量；若儲(chǔ)能系統(tǒng)可放電但光儲(chǔ)供電功率不足，由光儲(chǔ)系統(tǒng)和市電共同供電。

4 算例分析

基于下述計(jì)算條件開(kāi)展典型算例計(jì)算：

圖4 協(xié)調(diào)運(yùn)行策略流程Fig.4 Flow chart of coordinated operation strategy

1)可用場(chǎng)地面積為1 100 m2；

2)可用屋頂面積為2 000 m2；

3)數(shù)據(jù)中心集裝箱需求量為10臺(tái)；

4)電動(dòng)汽車(chē)充電樁需求量為10個(gè)；

5)5G通信基站需求量為1座。

基于前述協(xié)調(diào)控制策略，在分時(shí)電價(jià)下，整站的供電情況、儲(chǔ)能站出力及SOC情況如圖5和圖6所示。限于場(chǎng)地有限，分布式光伏配置規(guī)模較少，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分布式光伏輸出電量約占站內(nèi)電量總需求的5%，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏全部就地消納，儲(chǔ)能系統(tǒng)部分容量(SOC的0.10～0.35部分)為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站提供UPS服務(wù)，所以該部分電量通常處于備用狀態(tài)，其余容量(SOC的0.35～0.90部分)與光伏系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用，在峰谷價(jià)差正常下降低整站電費(fèi)。從圖6看出，儲(chǔ)能站在電價(jià)高峰時(shí)段放電，在電價(jià)低谷時(shí)段充電，經(jīng)統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能站在高峰時(shí)段為整站供電電量占整站總電量需求的20%，年度節(jié)約電費(fèi)支出約28萬(wàn)元，年度儲(chǔ)能投入成本約11萬(wàn)元，儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來(lái)凈效益約17萬(wàn)元/a，用于峰谷價(jià)差套利的儲(chǔ)能設(shè)備投資回收期不到8 a。

在系統(tǒng)配置過(guò)程中選用某數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)充電樁等產(chǎn)品參數(shù)作為計(jì)算的邊界條件，計(jì)算所涉及參數(shù)如下：

1)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)單臺(tái)儲(chǔ)能集裝箱額定功率為1 MW，容量為1 MW·h；單臺(tái)儲(chǔ)能集裝箱(含電池管理系統(tǒng)+集裝箱+儲(chǔ)能變流器)成本約為160萬(wàn)元；SOC上下限值分別為0.1、0.9；充放電效率為0.95；單位運(yùn)維成本為0.05元/(kW·h)；循環(huán)壽命為4 000次@80%放電深度、10 000次@55%放電深度；項(xiàng)目投資收益率為8%。

2)單臺(tái)數(shù)據(jù)中心UPS設(shè)備的電池額定功率為100 kW ，容量為25 kW·h。

3)單臺(tái)5G通信基站UPS設(shè)備的電池額定功率為4.5 kW，容量為18 kW·h。

基于前述配置模型及算例參數(shù)，采用YALMIP/CPLEX進(jìn)行求解，得到的配置結(jié)果為：

1)數(shù)據(jù)中心集裝箱為10臺(tái)；

2)儲(chǔ)能集裝箱1臺(tái)(限于場(chǎng)地有限，僅能為數(shù)據(jù)中心提供1路UPS服務(wù)，數(shù)據(jù)中心需保留1路UPS設(shè)備)；

3)電動(dòng)汽車(chē)充電位為7個(gè)；

圖5 正常情況下整站供電情況Fig.5 Power supply of the whole station under normal condition

圖6 分時(shí)電價(jià)政策下儲(chǔ)能系統(tǒng)出力及SOCFig.6 Power output and SOC of energy storage system under TOU price policy

4)5G通信基站為1座；

5)分布式光伏裝機(jī)容量為133 kW。

仿真市電故障情況，結(jié)果如圖7—9所示。在站內(nèi)系統(tǒng)正常工作過(guò)程中，模擬中午12:00電網(wǎng)發(fā)生故障情況(圖7黑色虛線(xiàn)框位置)，市電停止供電， 此時(shí)處于電價(jià)低谷時(shí)段，儲(chǔ)能系統(tǒng)正在充電，SOC約為0.7，故障發(fā)生后站內(nèi)停止為電動(dòng)汽車(chē)充電站供電，由光儲(chǔ)系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站提供UPS服務(wù)。從圖7看出，由于此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)較高，為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站供電可超過(guò)1 h，覆蓋UPS供電要求。

圖8展示故障發(fā)生瞬間由市電切換到儲(chǔ)能系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站供電時(shí)逆變模塊輸入電壓情況，可看出電壓稍有波動(dòng)后很快穩(wěn)定。

圖7 市電故障情況下整站用電情況Fig.7 Power supply of the whole station in case of grid power supply failure

圖8 逆變器輸入側(cè)電壓波形Fig.8 Voltage waveform of the input-side of the inverter

圖9 負(fù)荷側(cè)電壓和電流波形Fig.9 Voltage and current waveforms on the load side

圖9為數(shù)據(jù)中心和5G通信基站負(fù)荷側(cè)電壓波形和電流波形，從仿真結(jié)果看，切換過(guò)程電壓、電流均沒(méi)有較明顯波動(dòng)，證明了控制策略有效。

5 結(jié) 論

本文在分析多站的功能融合方案基礎(chǔ)上，提出了多站融合場(chǎng)景下的配置方法和協(xié)調(diào)運(yùn)行策略。以文中變電站可用場(chǎng)地及周邊業(yè)務(wù)需求為例，推薦的系統(tǒng)配置為數(shù)據(jù)中心集裝箱10臺(tái)、儲(chǔ)能集裝箱1臺(tái)、電動(dòng)汽車(chē)充電位7個(gè)、5G通信基站1座、分布式光伏裝機(jī)容量133 kW。在該場(chǎng)景下，儲(chǔ)能兼容UPS服務(wù)和峰谷套利，年度節(jié)約電費(fèi)支出約28萬(wàn)元，年度儲(chǔ)能投入成本約11萬(wàn)元，儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來(lái)凈效益約17萬(wàn)元/a，用于峰谷價(jià)差套利的儲(chǔ)能設(shè)備投資回收期不到8 a，同時(shí)保證了電動(dòng)汽車(chē)充電、數(shù)據(jù)中心、分布式光伏等業(yè)務(wù)拓展，體現(xiàn)了多站融合集約化開(kāi)發(fā)理念的優(yōu)勢(shì)。