应急电源

摘要: 考虑配电网所面临的极端灾害风险，提出一种基于灾害预测的配电网弹性供电策略。首先，分析灾害预测对配电网弹性供电的提升作用。其次，基于灾害预测信息，考虑应急电源车的优化部署与电能转运，提出配电网面临灾害时的预防、抵御和恢复3个阶段的供电弹性提升模型。第三，采用二阶锥松弛方法，将所构建的非凸非线性模型转化为混合整数二阶锥规划模型并求解。最后，通过改进的69节点配电系统进行算例仿真，验证了所提策略的有效性和优越性。

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生，大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题，建立灾时故障抵御吸收双层优化模型，提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先，上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标，优化配电网故障重构方案，并将重构结果传递给下层。其次，下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标，量化需求响应配置方案。最后，以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明，所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%，系统负荷损失降低61%，同时提高园区智能配电网整体弹性水平。

在我国偏远农村地区，电力设施建设较差，农网改建步伐较慢，电网故障发生率较高，其中较为常见的故障点为10kW杆变中跌落开关、杆架变压器、农盘。故障排查更换电力设备时，末端负荷便需要停电，此时便会产生较大的社会经济损失。同时，偏远农村的道路环境较差，崎岖不平且窄的乡间土路较多。而且，若为偏远农网地区都配置柴油发电机型应急抢险车，成本较高，并不为此地区所接受。综上，需要寻找一种新的应急电源设备，可以在10kW杆变电力设备更换时为末端负荷正常供电，减少停电带来的社会经济损失，而且可以适应乡间土路环境，能够在崎岖窄小的道路上正常回转前进，同时还要求价格适合偏远农网地区的经济发展。 针对上述问题，市面上常见的解决方案是柴油发电机应急电源车，此方案可以解决快速给末端负荷供电的要求，供电能力依据柴油发电机功率。但是，用于偏远农网地区时存在以下缺点：1、因柴油发电机缘故，此类应急电源车体型较大，不适合在乡间土路上回转前进；2、产品价格较高，推广成本太高，不适合在偏远农网地区全方位覆盖式推广。为充分发挥我成套公司的优势，我司提出一种新的解决方案，将箱变原理移植到应急电源车上，将普通箱变配置小型化，简单化，利用杆变现场10kV带电线路进行供电，架设输配电旁路对杆变电力设施末端负荷供电。本产品分为穿刺引流系统、变送电系统、运输系统等部分。穿刺引流系统包括穿刺引流操作杆、绝缘横担、10kV柔性电缆；变送电系统包括环网柜、400kVA变压器、低压开关箱、低压电缆等；运输系统包括8轮底盘车、拖拉机头、工具箱等部分。

适用于发电测，电网侧和用户侧，覆盖传统能源发电，新能源发电，输配电和工商业等领域，与直流侧储能集装箱配套，具备一次调频、调峰、无功补偿、应急电源、削峰填谷、峰谷套利、需量控制和变压器动态增容等功能。

随着电动汽车的大规模推广以及电力电子技术的不断进步，电动汽车储能电池的附加价值将得到进一步开发和挖掘，其中电动汽车作应急电源就是一种额外投入少、环境友好的附加功能，但是该功能在实际应用中并没有充分发挥，主要有以下三方面原因：一是传统技术仅考虑单一电动汽车作为应急电源供电，输出功率有限，系统可扩展性差。二是传统技术无法高效应对多个电动汽车作为应急电源随机接入配电网，系统自主性差。三是传统技术无法引导多个应急电源协同输出功率，系统稳定性差。为解决现有技术可扩展性、自主性、供电稳定性差等问题，本发明提出多模块协同应急供电方法、装置及系统，实现电动汽车作为应急电源快速、安全地接入配电网并输出大功率电能。 本专利提供了一种考虑多量电动汽车随机接入电网，并可大功率、流程化协同输出电能的应急供电的方法、装置及系统，解决了传统技术的可扩展性、自主性和稳定性均较差的问题，具体体现在以下三方面：一是本专利所提的应急供电方法，可接入多量电动汽车作为应急电源，输出功率高且扩展性强。本专利提出基于多电源模块、协同控制策略的应急供电方法，当电网断电时，主应急电源模块优先启动，工作于电压源模式，同时判断第一从应急电源模块（含电动汽车）是否具备启动条件。如具备则启动供电，并与主电源模块协同供电，工作于电流源模式。再对下一级从应急电源模块进行判断，至所有应急电源模块接入条件判断完毕，系统具备强扩展性。二是本专利所发明的应急供电装置，可实现多量电动汽车随机接入电网作为应急电源，系统自主性高。本专利发明的应急供电装置是供电方法的执行机构，含判断单元和控制单元两类，具备信息收集、处理、判断、策略生成、下发等功能，能够自动识别电网、主应急电源模块、从应急电源模块（含电动汽车）等状态信息，判断是否具备接入应急系统条件，实现多量电动汽车随机接入、退出，系统自主性高。三是本专利所发明的应急供电系统，可控制多个应急电源协同有序输出功率，系统稳定性强。本专利提出的应急供电系统，包含交流电网、主应急供电模块、含电动汽车的各从应急供电模块、应急供电装置以及能量管理单元，能量管理单元能够获取应急供电装置采集的电网运行状态、主应急电源电压输出特性、各从应急电源（含电动汽车）的功率输出特性，兼顾负荷需求和车辆 SOC 等信息，生成各模块协同控制策略，系统稳定性强。综合上述，本专利能够实现系统内多模块顺序启动、协同供电，输出功率可扩展，随机接入自主性强，协同输出稳定性强，优于现有技术。