论文部分内容阅读
摘要：随着各种储能技术的发展，储能技术在电网中的应用开始进入实用阶段。介绍电力系统中应用的各种类型储能技术，并对基于储能技术的储能电站在智能配网中的应用进行了探讨和仿真分析，提出了需要解决的技术问题。
关键词：储能电站；智能配网；应用
作者简介：张海梁（1981-），男，河北滦南人，浙江省电力公司培训中心，工程师。（浙江 杭州 310015）孙婉胜（1982-），女，浙江金华人，杭州萧山供电局，工程师。（浙江 杭州 311200）
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0091-02
智能电网面对的挑战之一就是如何将间歇性的不断变化的分布式电源并入电网。随着风能和太阳能发电重要性日益凸显，这已变成了一个无法回避的挑战。利用储能技术实现的储能电站，通过平衡电能，有助于电网大规模并入分布式电源。并提高电网的稳定性和供电质量。本文着重介绍电力储能技术，并对其在智能配网中应用进行了探讨和仿真分析，提出了需要解决的技术问题。
一、储能技术[1-3]
储能技术是指利用一定的手段或者装置将电能转化成其他形式的能量，并且能够对其进行有效的存储。所以储能技术主要涉及到两个方面的技术：能量转化技术和有效存储技术。电能的储存可分为机械储能、电磁储能、电池储能三大类型。其中，机械储能包括抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能；电磁储能包括超导磁储能、超级电容器储能；电池储能包括铅酸、镍氢、镍镉、钠硫、锂离子等电池储能。储能技术分类介绍如表1所示。
各类储能方式中，抽水蓄能是目前电力系统中应用最为广泛的储能手段之一，主要用于电力系统的调频调峰。电池储能亦称为电化学储能，包含多种类型，其中的铅酸电池储能技术成熟且成本较低，但是寿命短且受高温影响大；镍镉电池的各项性能指标与铅酸电池接近，但存在严重污染和其他弊端；钠硫电池储能技术在近年来发展较快，具有能量密度高、循环寿命长的特点，已在欧美有大量的实际工程应用。锂离子电池是目前最具发展前景的大容量储能电池。锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长的特点。全世界范围内的大容量锂离子电池储能系统目前还处于试验阶段，但是，大容量锂离子电池储能系统在电力系统中的应用发展势头迅猛，应用潜力巨大。
储能技术引入电力系统后，可以有效实现需求侧管理，平滑负荷，还可以促进可再生能源的应用，也可以作为提高系统稳定性、调频调峰、平抑负荷波动的一种手段。
二、储能电站应用
储能电站主要是指利用各种类型的储能方式构成的储能系统，它应包括储能单元和储能控制模块。
随着智能电网的发展，越来越多的分布式电源接入电网中，分布式电源直接接入配电网后，会引入各种扰动，从而引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等电能质量问题。分布式电源发电量的高度不确定性使得分布式电源的直接并网会增大负荷预测和调度运行管理的难度，降低电力系统运行的可靠性，如果仅将分布式电源作为备用电源，则将会造成资源浪费，影响电网运行的经济效益。因此，需要系统有一定的备用容量，但大量的备用容量却又降低了系统的运行效率和经济效益。
合理的利用储能技术可以很好的解决这个问题。可以从发电侧和用电侧来进行考虑。一是从发电侧考虑，安装一些大容量的电能储能元件，系统电力充沛时储存电能，电力紧缺时释放电能，解决供需矛盾，如抽水蓄能电站的应用；二是从用电侧考虑，调整用户的用电习惯，错峰用电，增加低谷用电，减少高峰用电，使负荷曲线趋于平缓，同时针对分布式电源的出现带来新的稳定运行问题，可以考虑将储能电站应用到用户侧，通过调整储能电站的运行方式，对风电站、光伏发电站等分布式电源送出的电能进行储存或调节，使分布式电源能够将其所发电稳定送入电网，有效解决风能和太阳能发电不稳定对电网造成的冲击。[2，3]
本文以电池储能电站为研究对象，对利用电池储能电站平滑风电场的有功功率输出，降低风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真分析。在MATLAB环境下搭建了仿真平台，仿真结果表明利用电池储能电站可以实现平滑风电场有功功率输出的，有利于电网的安全稳定运行。
储能电站是实现智能电网能量双向互动的中枢和纽带，智能配网中分布式电源接入带来的这些问题通过合理的装设储能电站能够得到很好的解决。储能电站的引入可以对电力系统运行起稳定的作用，储能电站可以在分布式电源不能正常运行的情况下起过渡作用和缓解作用，而且储能电站使得不可调度的分布式电源能够作为可调度机组单元运行，实现与电网的并网运行，提供调峰、紧急功率支持等服务。[3，4]储能电站接入智能配网如图1所示。
储能电站在智能配网中的应用需要解决很多技术性的问题，包括储能电站的控制策略研究，不同类型的储能电站接入电网方式研究，储能电站接入电网后对电网潮流和继电保护的影响研究，含有储能电站的电网动态与稳态特性分析以及如何实现对储能电站与分布式电源联合运行的电网进行经济调度，这些问题的早日解决可以为储能电站的接入提供技术支撑。
三、结语
储能电站在电力系统中的应用，改变了传统电力系统发、输、变、配用瞬时平衡的运行规律，将会给电力系统带来一系列革命性的变化。储能电站不仅可以向电网提供最优化的有功和无功功率的综合支持，还可以支持电网的黑起动，同时储能电站还可以进行电能质量控制，服务电气化铁路等其他领域。
参考文献：
[1]张文亮,丘明,来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术,2008,32(7):129.
[2]张步涵,曾杰,毛承雄,等.电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用[J].电网技术,2006,30(15):54-58.
[3]程华,徐政.分布式发电中的储能技术[J].高压电器,2003,(3):53-56.
[4]董晓文,何维国,蒋心泽,等.电力电池储能系统应用与展望[J].供用电,2011,(1):5-7.
（责任编辑：刘丽娜）
关键词：储能电站；智能配网；应用
作者简介：张海梁（1981-），男，河北滦南人，浙江省电力公司培训中心，工程师。（浙江 杭州 310015）孙婉胜（1982-），女，浙江金华人，杭州萧山供电局，工程师。（浙江 杭州 311200）
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0091-02
智能电网面对的挑战之一就是如何将间歇性的不断变化的分布式电源并入电网。随着风能和太阳能发电重要性日益凸显，这已变成了一个无法回避的挑战。利用储能技术实现的储能电站，通过平衡电能，有助于电网大规模并入分布式电源。并提高电网的稳定性和供电质量。本文着重介绍电力储能技术，并对其在智能配网中应用进行了探讨和仿真分析，提出了需要解决的技术问题。
一、储能技术[1-3]
储能技术是指利用一定的手段或者装置将电能转化成其他形式的能量，并且能够对其进行有效的存储。所以储能技术主要涉及到两个方面的技术：能量转化技术和有效存储技术。电能的储存可分为机械储能、电磁储能、电池储能三大类型。其中，机械储能包括抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能；电磁储能包括超导磁储能、超级电容器储能；电池储能包括铅酸、镍氢、镍镉、钠硫、锂离子等电池储能。储能技术分类介绍如表1所示。
各类储能方式中，抽水蓄能是目前电力系统中应用最为广泛的储能手段之一，主要用于电力系统的调频调峰。电池储能亦称为电化学储能，包含多种类型，其中的铅酸电池储能技术成熟且成本较低，但是寿命短且受高温影响大；镍镉电池的各项性能指标与铅酸电池接近，但存在严重污染和其他弊端；钠硫电池储能技术在近年来发展较快，具有能量密度高、循环寿命长的特点，已在欧美有大量的实际工程应用。锂离子电池是目前最具发展前景的大容量储能电池。锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长的特点。全世界范围内的大容量锂离子电池储能系统目前还处于试验阶段，但是，大容量锂离子电池储能系统在电力系统中的应用发展势头迅猛，应用潜力巨大。
储能技术引入电力系统后，可以有效实现需求侧管理，平滑负荷，还可以促进可再生能源的应用，也可以作为提高系统稳定性、调频调峰、平抑负荷波动的一种手段。
二、储能电站应用
储能电站主要是指利用各种类型的储能方式构成的储能系统，它应包括储能单元和储能控制模块。
随着智能电网的发展，越来越多的分布式电源接入电网中，分布式电源直接接入配电网后，会引入各种扰动，从而引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等电能质量问题。分布式电源发电量的高度不确定性使得分布式电源的直接并网会增大负荷预测和调度运行管理的难度，降低电力系统运行的可靠性，如果仅将分布式电源作为备用电源，则将会造成资源浪费，影响电网运行的经济效益。因此，需要系统有一定的备用容量，但大量的备用容量却又降低了系统的运行效率和经济效益。
合理的利用储能技术可以很好的解决这个问题。可以从发电侧和用电侧来进行考虑。一是从发电侧考虑，安装一些大容量的电能储能元件，系统电力充沛时储存电能，电力紧缺时释放电能，解决供需矛盾，如抽水蓄能电站的应用；二是从用电侧考虑，调整用户的用电习惯，错峰用电，增加低谷用电，减少高峰用电，使负荷曲线趋于平缓，同时针对分布式电源的出现带来新的稳定运行问题，可以考虑将储能电站应用到用户侧，通过调整储能电站的运行方式，对风电站、光伏发电站等分布式电源送出的电能进行储存或调节，使分布式电源能够将其所发电稳定送入电网，有效解决风能和太阳能发电不稳定对电网造成的冲击。[2，3]
本文以电池储能电站为研究对象，对利用电池储能电站平滑风电场的有功功率输出，降低风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真分析。在MATLAB环境下搭建了仿真平台，仿真结果表明利用电池储能电站可以实现平滑风电场有功功率输出的，有利于电网的安全稳定运行。
储能电站是实现智能电网能量双向互动的中枢和纽带，智能配网中分布式电源接入带来的这些问题通过合理的装设储能电站能够得到很好的解决。储能电站的引入可以对电力系统运行起稳定的作用，储能电站可以在分布式电源不能正常运行的情况下起过渡作用和缓解作用，而且储能电站使得不可调度的分布式电源能够作为可调度机组单元运行，实现与电网的并网运行，提供调峰、紧急功率支持等服务。[3，4]储能电站接入智能配网如图1所示。
储能电站在智能配网中的应用需要解决很多技术性的问题，包括储能电站的控制策略研究，不同类型的储能电站接入电网方式研究，储能电站接入电网后对电网潮流和继电保护的影响研究，含有储能电站的电网动态与稳态特性分析以及如何实现对储能电站与分布式电源联合运行的电网进行经济调度，这些问题的早日解决可以为储能电站的接入提供技术支撑。
三、结语
储能电站在电力系统中的应用，改变了传统电力系统发、输、变、配用瞬时平衡的运行规律，将会给电力系统带来一系列革命性的变化。储能电站不仅可以向电网提供最优化的有功和无功功率的综合支持，还可以支持电网的黑起动，同时储能电站还可以进行电能质量控制，服务电气化铁路等其他领域。
参考文献：
[1]张文亮,丘明,来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术,2008,32(7):129.
[2]张步涵,曾杰,毛承雄,等.电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用[J].电网技术,2006,30(15):54-58.
[3]程华,徐政.分布式发电中的储能技术[J].高压电器,2003,(3):53-56.
[4]董晓文,何维国,蒋心泽,等.电力电池储能系统应用与展望[J].供用电,2011,(1):5-7.
（责任编辑：刘丽娜）