浅谈智能电网中的分布式储能

浅谈智能电网中的分布式储能

专业：电气工程及其自动化

班级：一班

姓名：杨鹏

学号：3013203194

浅谈智能电网中的分布式储能

摘要：优质、自愈、安全、清洁、经济和互动是当前各国建设智能电网的共同目标，储能环节是智能电网构建及实现不可或缺的关键环节，将分布式发电与储能技术的结合大大提高了系统的能源利用率，改善系统的稳定性、可靠性以及经济性。储能技术将成为未来电网的发展重点之一。本文介绍了分布式储能技术的概念，主要类型和发展现状，以及分布式储能在智能电网的应用。

关键词：分布式储能智能电网抽水储能飞轮储能电池储能

1.引言

目前，全球风力发电、光伏发电等可再生能源得到了指数式的增长，已经成为电力系统的重要组成部分，但由于其具有波动性、随机性、间歇性的特点，这些愈来愈成为制约新能源发展的障碍，且随着新能源发电规模的继续扩大，这个问题将显得更为迫切。而储能技术正是从根本上解决可再生能源发电接入问题的最有效手段，将富余的能量储存起来，用能高峰期再将这些间歇式能源转换成具有相对统一、稳定的输出，通过储能系统来弥补可再生能源发电的间歇性和不稳定性缺陷，从而实现可再生能源电力平滑并入电网。

储能技术的应用前景广阔，并得到国家大力支持，科技部发布了的《国家“十二五”科学和技术发展规划》把储能作为战略必争领域。储能技术将为改变现有的电网发展模式提供了可能，帮助可再生能源和智能电网的大规模应用，从而实现能源利用效率和性能的最大化，未来有望大范围应用。

1.1分布式储能技术概念

分布式储能技术是指电能通过某种装置转化成其他形式的能量并且高效存储起来，需要时所存储的能量可以方便地转化成需要的能量形式。包括以下两方面的内容，一是高效大容量存储能量，二是快速高效的能量转化技术

1.2分布式储能的作用

电力生产过程是连续进行的，发电、输电、变电、配电、用电必须时刻保持平衡;电力系统的负荷存在峰谷差,必须留有很大的备用容量,造成系统设备运行效率低。应用储能技术可以对负荷削峰填谷,提高系统可靠性和稳定性,减少系统备用需求及停电损失。另外,随着新能源发电规模的日益扩大和分布式发电技术的不断发展,电力储能系统的重要性也日益凸显。储能技术的应用是在传统电力系统生产模式基础上增加一个存储电能的环节,使原来几乎完全刚性的系统变得柔性起来,电网运行的安全性、可靠性、经济性、灵活性也会因此得到大幅度的提高。因此有人将储能技术誉为电力生产过程中的第六环节,电力储能技术的应用前景非常广阔。

同时，分布式储能是智能电网中最重要的环节之一，可以对风电厂、光伏发电站送出的电能进行储存进入稳定送入电网，有效解决风能和太阳能发电不稳定对电网造成的冲击。

2．储能技术发展现状

2.1我国分布式储能技术发展现状

在大规模电池储能装置技术方面，我国起步较晚，与国外发达国家还有较大差距，主要表现在：一是设备容量规模还较小;二是设备的寿命短、利用效率低;三是设备的智能化水平薄弱。在储能应用方面我国距国外先进水平差距也很大，国外已经有数十套储能电站投入运行，国内还没有大容量电池储能装置的示范工程投入运行。

目前，我国电池储能的应用规模还很小，现有系统中储能容量仅占总装机容量的1.7%左右，远没有达到合理水平，且尚未建立用于瞬态电能质量管理和电力系统功率调节/补偿的快速大容量储能系统，只能依靠继电保护和安全自动装置切机，被动达到稳定。但随着国家能源政策的调整和节能环保政策逐步落实，其应用规模预计也将逐步扩大。上海市电力公司已经建设包括漕溪站、前卫站、白银站三个储能示范电站，电力调度中心可以直接通过电网储能管理系统对分布

于各地的储能站实施统一调度与远程监控。BYD在深圳龙岗建立了一座1MW(4MWh)储能电站。

2.2国外分布式储能技术发展现状

近些年来，世界先进储能技术得到了各国大力支持，不断发展，取得了大量成果。

加拿大VRBPowerSystems公司开始为爱尔兰建设迄今为止国际上最大的额定输出功率2MW(脉冲输出功率3MW)，储能容量12MWh全钒液流储能电池系统。

美国：北美有10个独立系统运营(ISO)市场。每个市场有多个区、接口和枢纽。PJM一个1兆瓦-1兆瓦时项目2014年可获得电网调节服务收入383,000美元。如果一个项目在15年的项目期内收到2014年收入113,000美元，内部回报率为28%。

德国：PCR一个1兆瓦-1兆瓦时的锂离子系统可获得收入190,000欧元/兆瓦-233,000欧元/兆瓦。如果其在15年的项目期内收到2014年收入208,000欧元，内部回报率为15%。

英国：英国使用储能技术的两个案例是FirmFrequencyResponse(FFR)和FastReserve：

日本经产省发起了新一轮针对锂离子电池储能系统的补贴计划，共划拨了100亿日元，给予购买者购买系统价格2/3的资金补贴。日本政府希望通过开展这项计划可以借助储能提高可再生能源的利用比例，有效地管理峰值负荷。

3.分布式储能技术的分类

分布式储能技术按照储能原理可以分为三大类：机械储能，电磁储能和电化学储能。其中机械储能包括：抽水蓄能，压缩空气和飞轮储能；电磁储能包括：超级电容和超导储能；电化学储能包括：铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池和锌溴液流电池。

各储能技术比较如下表：

由上表可以看出，所有的储能方式中只有抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能和铅酸电池的技术比较成熟，已经可以满足商用的要求，而其他储能技术无不在示范研发阶段。而技术成熟的四种储能技术其功率等级，转换效率等参数也相差很大。超导储能尚处于研发阶段，目前受制于技术的进步，短期内看不到大规模应用的前景;飞轮储能转换效率较低，大功率飞轮实现难度大;压缩空气储能对安全要求较高，实现存在一定难度。国内主要倡导的是抽水蓄能和电池储能。抽水蓄能电站技术成熟、存储容量大、运行寿命长，适宜于电力系统的大容量储能，但是受水资源和地理条件的限制。因此，电池储能的技术研究是目前分布式发电领域研究热点之一。

以下为几种技术成熟储能技术的介绍。

3.1抽水储能

抽水蓄能是电力系统中唯一大规模采用的电力储能形式，抽水储能是投入运行时必须配备上、下游两个水库，负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，负荷高峰时抽水储能设备工作于发电机状态，利用储存在上游水库中的水发电。按上游水库有无天然径流汇入分为纯抽水、混