摘要：本文以电动汽车集中充电站内的储能系统为研究对象，根据储能系统中各部分元器件的故障率和修复率，获得并网储能系统的等效故障率和修复率，另外还计算了含储能电站的配电网总的可靠性指标，建立储能电站在RAMSES中的等效可靠性模型。在配电网不同典型网架结构、不同运行方式下，深入研究储能系统接入容量和接入点对系统可靠性的影响，最后根据影响分析结果，寻找储能系统的最佳接入位置。
关键词：并网储能系统、可靠性、可靠性分析模型、故障率、修复率
Abstract：Choosing battery energy storage system (BESS) of concentrate charging station as the research object, according to the component of BESS, this paper obtain the equivalent failure rate and repair rate of grid-connected BESS. The total reliability index of power distribution network which contain energy storage station is calculated, then energy storage power station in RAMSES equivalent reliability model is established. Under different typical structure and operation mode of distribution network, further study the effection of energy storage system access capacity and interconnected location to the system reliability, finally according to the results of impact analysis, looking for the optimal position of the energy storage system.
Keywords： Grid-connected BESS，Reliability analysis model，Failure rate，Repair rate
0 引言
配电系统可靠性分析是电力系统可靠性分析中的重要组成部分。随着社会经济的发展与人民生活水平的提高，配电系统的可靠性日益受到重视。研究配电系统可靠性，对保证供电质量、提高经济和社会效益、促进电力工业现代化有着重要的作用。
由于储能系统能够快速吸收或释放有功、无功功率，能够提高了电力系统的有功、无功功率平衡水平，配电网设备发生故障时可以作为紧急备用，因此能用于提高电力系统运行可靠性。本文以电动汽车集中充电站内的储能系统为研究对象，建立储能电站在RAMSES中等效可靠性模型，在配电网不同典型网架结构、不同运行方式下深入研究储能系统接入容量和接入点对系统可靠性的影响，最后根据影响分析结果，寻找储能电站的最佳接入位置。
1 集中充电站储能系统的定位
集中充电站是对电动汽车动力电池进行集中充电、统一管理和维护。储能系统结合集中充电站的建设具有一定的优势，由于动力电池的使用寿命和循环次数是有限的，随着电动汽车保有量的增加，不能达到电动汽车使用标准的动力电池组件将大量涌现。储能技术是调节间歇式电源输出特性，提高供电可靠性和供电质量，延缓输配电网改扩建投资的一种有效途径。
集中充电站储能系统的主要功能定位为：
（1）梯度利用电动汽车动力电池，提高电池的利用率
为提高电动汽车动力电池的利用率，将对动力电池采用梯度利用的形式。当电池有效容量为原容量80%-100%区间时，作为电动汽车的动力电池使用；当电池有效容量为原容量60%-80%区间时，可作为储能电池使用；在有效容量为原容量的30%-60%区间时，还能作为应急电源电池使用。
（2）移峰填谷，提高一次设备（开关、变压器）容量利用率，降低规划设计容量，提高电网企业投资效益。
每日在系统符合负荷高峰期放电，在负荷低谷期充电，以达到提高主变负荷率，降低峰谷差的目的。储能站充放电功率大小随系统负荷变化而波动，以实现主变负载控制目标。
在节能与新能源汽车示范工程的推广试点以及充换电设施建设的推动之下，在一定程度上催生电网中储能电站的建设和储能设备的利用。尽管现阶段电动汽车储能电池与储能电站在制造工艺和控制策略上存在一定的差异，但各种储能装置的大力开发及充电站充放电控制策略的发展，必将为电网中储能电站的建设和储能设备的配置提供更成熟的技术支撑，创造更多有利条件。
2 并网储能系统的可靠性分析模型
2.1 基于RAMSES的配电系统可靠性分析
RAMSES (Reliability Analysis Methods for Electrical Power Systems )是德国亚琛工业大学电力系统与电力经济学院开发的软件，专门被用来分析电力网络的可靠性。它采用基于解析的概率分析法，对某特定系统进行量化的可靠性评估。
2.1.1并网储能系统可靠性模型
本文对双级结构的并网储能系统进行可靠性建模。并网储能系统主要由储能电池模块（BESS）、双向DC-DC变换器、双向DC-AC逆变器、控制器及相关滤波环节组成。各组成部分在可靠性分析中属于串联系统，其可靠性模型图如下所示：
论文作者:周晋雅1,卢应侃2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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