當今世界，環境的惡化引發了各國對發展清潔能源的廣泛關注，越來越多的分布式電源開始接入配電網。光伏（Photovoltaic, PV）發電作為一種高效的小容量發電技術，得到了迅速的發展與推廣。然而，隨著PV滲透率的逐漸提高，功率逆流、節點電壓越限等問題日趨嚴重，這對配電網的安全經濟運行提出了更高的要求。

當前，解決高滲透率PV導致的電壓問題主要有削減PV出力、安裝無功補償設備和應用儲能系統三種方法。其中，削減PV出力降低了光能資源利用率，減少了PV安裝用戶收益，從長遠看，不利于未來PV的快速可持續發展；而無功補償對電壓控制的效果隨網絡R/X值的增加逐漸降低，針對某些R/X值較大的配電網，其控制效果并不理想，且PV的快速增長也會導致傳統無功補償設備的頻繁升級。因此，隨著配電網負荷的持續增長和PV滲透率的提高，新的適應配電網特點的電壓控制方式有待進一步研究。

近年來，憑借其快速靈活的響應特性和逐漸降低的成本，電池儲能（Battery Energy Storage, BES）作為配電網電壓控制的重要手段受到了廣泛關注。

文獻[8]分析了PV大量接入對配電網的影響，并介紹了電池儲能系統在電壓管理、頻率下降響應和功率因數修正等方面的應用。

當前有關電池儲能系統運行策略的研究可分為兩類。一類是通過構建并求解優化模型給出日前優化運行策略：文獻[9]利用天氣狀況的預測數據計算分布式電源出力，將網絡損耗、電壓越限等折合為成本，并以系統運行成本最小為目標，對儲能系統的配置及運行策略進行優化；文獻[10]提出一種雙層調度策略，上層以系統運行費用最少為目標提出儲能系統的日前調度方案，下層利用實時數據與預測數據之間的誤差對上層方案進行調整。

另一類以實現某一控制目標為目的，給出具體控制流程，實現儲能系統在線控制：如文獻[7]根據農村和城市電網的不同特點（主要是R/X值不同）和相應電壓問題，提出了不同的儲能系統協調控制策略，對于R/X值較小的城市電網，電壓管理主要依賴于PV的無功控制，而對于R/X值較大的農村電網，電壓管理主要依賴于電池儲能系統的充放；

文獻[11]提出了一種基于電壓和負荷管理的儲能系統控制策略，該策略將儲能系統的有功與無功解耦控制，有功充放與配電網和大電網間的功率交換有關，無功充放與配電網各節點電壓狀態有關；文獻[12]將儲能系統與傳統的變壓器有載分接頭調壓相結合，提出一種協調控制策略用以解決高滲透率PV帶來的電壓越限問題，但傳統調壓手段由于調節速度和不連續性等因素制約，難以有效抑制PV出力波動引起的電壓波動，僅能作為一種輔助調節手段。

第一類研究多涉及優化計算，計算量較大，且電池儲能系統多以容量和功率進行約束，未充分考慮動作過程中功率在各儲能單元間的合理分配；第二類研究控制目標單一，多以防止電壓越限為目標，但電池儲能系統成本較高，僅作為電壓控制手段而忽略峰谷電價政策下低儲高發的套利機會，極大地降低了其利用價值。

對于某些R/X值較大的配電網系統，通過調節線路傳輸的有功功率來調節節點電壓的效果比調節無功更為顯著，在此本文以電池儲能系統充放的有功功率為研究對象，提出了儲能系統綜合運行控制策略。

該策略分為電壓控制和套利運作兩部分，電壓控制部分以防止電壓越限為目標，根據各備選電池的剩余壽命（Time-of-Use, TOU）、當前荷電狀態（State of Charge, SOC）狀態、運行費用及靈敏度特性等參數建立評價矩陣，選擇綜合性能最佳的電池進行控制；套利運作部分以保證電壓安全為前提，結合用電峰谷電價并盡量減少電池動作對節點電壓的影響，選擇電壓靈敏度因數及運行費用最小、電池狀態最優者進行控制。最后，通過對41節點配電網系統仿真分析和儲能系統凈收益比較，驗證了該策略模型的有效性和經濟性。

圖2 電池儲能系統綜合運行控制策略流程

結論

本文提出了一種同時考慮電壓控制與套利運作的電池儲能系統綜合運行控制策略。電池儲能系統的選擇依據包含電池剩余壽命、SOC狀態、靈敏度特性及運行費用等在內的評價矩陣；電池儲能系統的控制依據具體控制目標和相應參數。該策略解決了高滲透率PV帶來的電壓越限問題，改善了配電網電壓安全；均衡了各電池儲能系統間的利用率，提高了整個儲能系統的使用壽命；增加了儲能安裝用戶的經濟收益。

算例仿真驗證了本方法的有效性和經濟性。本文研究為電池儲能系統的運行控制提供了指導，具有一定的實際意義和參考價值，在該運行策略的基礎上考慮儲能系統的優化配置將是下一步的研究方向。