(4) 儲(chǔ)能用于提升分布式電源匯聚能力。美、日、意等國(guó)利用儲(chǔ)能控制變電站與上級(jí)電網(wǎng)的能量交換,減少可再生能源并網(wǎng)產(chǎn)生的功率倒送問題。東京電力公司基于車網(wǎng)互聯(lián)(V2G)理念提出“BESS SCADA”,通過(guò)對(duì)大量?jī)?chǔ)能單元的統(tǒng)一管理和控制,形成大規(guī)模的儲(chǔ)能能力,但未充分體現(xiàn)雙向互動(dòng)能力。我國(guó)的薛家島電動(dòng)汽車示范工程對(duì)V2G理念做了類似嘗試。該工程配套建設(shè)的集中充電站可同時(shí)為360輛電動(dòng)汽車電池充電,能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷低谷存儲(chǔ)電能,負(fù)荷高峰或緊急情況下向電網(wǎng)反饋電能,調(diào)節(jié)峰谷負(fù)荷最大可達(dá)10 520 kW[34]。

電力系統(tǒng)需求多樣,應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,為滿足不同工況需求,儲(chǔ)能選型應(yīng)結(jié)合本體的技術(shù)特點(diǎn)。按照放電時(shí)間長(zhǎng)短,儲(chǔ)能可分為功率型和能量型,針對(duì)不同工況儲(chǔ)能選型的分類如表2所示。

表2 不同工況下儲(chǔ)能選型的分類

3 儲(chǔ)能在分布式電源并網(wǎng)中的發(fā)展趨勢(shì)

目前,儲(chǔ)能技術(shù)正朝著轉(zhuǎn)換高效化、能量高、密度高和應(yīng)用低成本化方向發(fā)展。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的研究和應(yīng)用日漸成熟,儲(chǔ)能在電力調(diào)峰、電壓補(bǔ)償、電能質(zhì)量管理等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言,儲(chǔ)能技術(shù)的基本特征體現(xiàn)在功率等級(jí)及其作用時(shí)間上。儲(chǔ)能的作用時(shí)間是能量存儲(chǔ)技術(shù)價(jià)值的重要體現(xiàn),是區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標(biāo)志。儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用將使現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時(shí)平衡的傳統(tǒng)模式發(fā)生改變,在能源革命中發(fā)揮重要作用。隨著分布式電源的發(fā)展以及智能電網(wǎng)的建設(shè),儲(chǔ)能技術(shù)體現(xiàn)出以下幾方面的應(yīng)用趨勢(shì):

(1) 將儲(chǔ)能特性與可再生電源自身調(diào)節(jié)特性相結(jié)合。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向功率特性和靈活調(diào)節(jié)能力,提升風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電的可控性,提高可再生能源就地消納與可靠運(yùn)行能力。

(2) 儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用功能由單一發(fā)展為多元。儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景豐富,作用時(shí)間覆蓋秒級(jí)到小時(shí)級(jí),由單一時(shí)間尺度向多時(shí)間尺度過(guò)渡,緊湊型、模塊化和響應(yīng)快是儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展方向,以充分發(fā)揮儲(chǔ)能功效,提高儲(chǔ)能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

(3) 充分發(fā)揮分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng),儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)在電動(dòng)汽車V2G運(yùn)行模式已得到初步顯現(xiàn)。隨著電動(dòng)汽車的普及和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,其匯聚效應(yīng)在促進(jìn)可再生能源接入、用戶互動(dòng)等方面的優(yōu)勢(shì)將逐步凸顯。

(4) 在多能互補(bǔ)和綜合利用中,儲(chǔ)能成為各種類型能源靈活轉(zhuǎn)換的媒介。今后將在提高用戶側(cè)綜合能效和減少污染物排放中起到關(guān)鍵作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著分布式可再生能源發(fā)電的廣泛應(yīng)用和終端用戶的雙向互動(dòng),儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、集成制造和市場(chǎng)應(yīng)用已成為戰(zhàn)略性選擇。以分布式可再生能源發(fā)電為基礎(chǔ),儲(chǔ)能技術(shù)為承載核心的多能互補(bǔ)、雙向互動(dòng)將展現(xiàn)第三次工業(yè)革命的發(fā)展愿景。

(1)抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已發(fā)展成熟,由于其成本經(jīng)濟(jì)、能量密度大、安全可靠,現(xiàn)被廣泛用于電網(wǎng)調(diào)峰;超級(jí)電容器輸出功率大,響應(yīng)速度快,但成本較高,應(yīng)用市場(chǎng)需進(jìn)一步拓展,適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量改善;電化學(xué)儲(chǔ)能種類繁多、轉(zhuǎn)換效率高、應(yīng)用成本低,大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)具有巨大的市場(chǎng)潛力,在新能源并網(wǎng)和智能電網(wǎng)的建設(shè)中將扮演重要角色。

(2)儲(chǔ)能技術(shù)可增強(qiáng)配電網(wǎng)潮流、電壓控制能力,促進(jìn)配電網(wǎng)對(duì)分布式電源的接納。同時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入將增強(qiáng)配電網(wǎng)的功率和能量調(diào)節(jié)能力,提高配電設(shè)施利用效率,優(yōu)化資源配置,加快配電網(wǎng)升級(jí)改造。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1] 李建林,徐少華,靳文濤.我國(guó)電網(wǎng)側(cè)典型兆瓦級(jí)大型儲(chǔ)能電站概況綜述[J].電器與能效管理技術(shù),2017(13):1-7.

[2] 李建林,靳文濤,惠東,等.大規(guī)模儲(chǔ)能在可再生能源發(fā)電中典型應(yīng)用及技術(shù)走向[J].電器與能效管理技術(shù),2016(14):9-14.

[3] 余貽鑫,欒文鵬.智能電網(wǎng)述評(píng)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2009,29(37):1-8.

[4] 張文亮,丘明,來(lái)小康.儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2008,32(7):1-9.

[5] 王松岑,來(lái)小康,程時(shí)杰.大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(1):3-8.

[6] 蔡旭,李睿.大型電池儲(chǔ)能PCS的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電器與能效管理技術(shù),2016(14):1-6.

[7] SCHOENUNG S M,BURNS C.Utility energy storage applications studies[J].IEEE Trans on Energy Conversion,1996,11(3):658-665.

[8] LU N,CHOW J H,DESROCHERS A A.Pumped-storage hydro-turbine bidding strategies in a competitive electricity market[C]∥IEEE Power Engineering Society General Meeting,Toronto,Ontario,Canada,2003:834-841.

[9] UEMURA S,NOMURA S,SHIMADA R.Stabilization of electric power system using the variable speed flywheel generator[C]∥Proceedings of the Power Conversion Conference,Nagaoka,1997:215-218.

[10] RUTBERG P G,GONCHARENKO R B,KASHARSKY E G,et al.About prospects of application of the flywheel stabilizer of frequency in a power system[J].Pulsed Power Plasma Science,2001(2):998-999.

[11] SWIDER D J.Compressed air energy storage in an electricity system with significant wind power generation[J].IEEE Trans on Energy Conversion,2007,22(1):95-102.

[12] LEE S S,KIM Y M,PARK J K,et al.Compressed air energy storage units for power generation and DSM in Korea[C]∥IEEE Power Engineering Society General Meeting,Tampa,USA,2007:1-6.

[13] 許守平,李相俊,惠東.大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及示范應(yīng)用綜述[J].電力建設(shè),2013,34(7):73-80.

[14] 朱華琴,李偉善.全釩氧化還原液流電池關(guān)鍵材料研究現(xiàn)狀[J].電池工業(yè),2008,13(1):65-67.

[15] 丁明,陳中,林根德.釩液流電池的建模與充放電控制特性[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2011,26(1):60-66.

[16] 甄曉亞,尹忠東,孫舟.先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用和展望[J].電氣時(shí)代,2011(1):44-47.

[17] 溫兆銀,俞國(guó)勤,顧中華,等.中國(guó)鈉硫電池技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀概述[J].供用電,2010,27(6):25-28.

[18] MADAWALA U K,THRIMAWITHANA D J,NIHAL K.An ICPT-supercapacitor hybrid system for surge-free power transfer[J].IEEE Trans on Industrial Electronics,2007,54(6):3287-3297.

[19] TAGUCHI A,IMAYOSHI T,NAGAFUCHI T,et al.A study of SMES control logic for power system stabilization[J] .IEEE Trans on Applied Superconductivity,2007,17(2):2343-2346.

[20] KAMOLYABUTRA D,MITANI Y,TSUJI K.Power system stabilizing control and current limiting by a SMES with a series phase compensator [J] . IEEE Trans on Applied Superconductivity,2001,14(1):1753-1756.

[21] DECHANUPAPRITTHA S,HONGESOMBUT K,WATANABE M,et al.Stabilization of tie-line power flow by robust SMES controller for interconnected power system with wind farms[J] .IEEE Trans on Applied Superconductivity,2007,17(2):2365-2368.

[22] 張川,楊雷,牛童陽(yáng),等.平抑風(fēng)電出力波動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)比較及分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2015,43(7):149-154.

[23] 吳賢章,尚曉麗 .可再生能源發(fā)電及智能電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)比較[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2013,2(3):316-320.

[24] 俞恩科,陳梁金 .大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)的特性與比較[J].浙江電力,2011(12):4-8.

[25] 田軍,朱永強(qiáng),陳彩虹.儲(chǔ)能技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用[J].電氣技術(shù),2010,11(8):28-32.

[26] SUMPERA A,GOMIS-BELLMUNTA O.A review of energy storage technologies for wind power applications[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2012,16(4):2154-2171.

[27] LUO X,WANG J H,DOONER M,et al.Overview of current development inelectrical energy storage technologies and the application potential inpower system operation[J].Applied Energy,2015,137(C):511-536.

[28] RASTLER D.Electrical energy storage technology options[R].Palo Alto,CA,USA:Electrical power research institute,2010.

[29] 朱星陽(yáng),張建華,劉文霞,等.考慮負(fù)荷電壓靜特性的含分布式電源的配電網(wǎng)潮流計(jì)算 [J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36 (2):217-223.

[30] 付學(xué)謙,陳皓勇,劉國(guó)特,等.分布式電源電能質(zhì)量綜合評(píng)估方法 [J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,34 (25):4270-4276.

[31] ENRICO C.Branch current decomposition method for loss allocation in radial distribution systems with distributed generation[J].IEEE Transactions on Power Systems,2006,21(3):1170-1179.

[32] MAO Y M,MIU K N.Switch placement to improve system reliability for radial distribution systems with distributed generation[J].IEEE Transactions on Power Systems,2003,18 (10):1346-1352.

[33] 吳振威,蔣小平,馬會(huì)萌,等.用于混合儲(chǔ)能平抑光伏波動(dòng)的小波包-模糊控制[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,34(3):317-324.

[34] 李建林,田立亭,李春來(lái).儲(chǔ)能聯(lián)合可再生能源分布式并網(wǎng)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù).[J].電氣應(yīng)用,2015,34(9):28-34.

[35] 李建林,馬會(huì)萌,惠東.儲(chǔ)能技術(shù)融合分布式可再生能源的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2016,31(14):1-10,20.

[36] 鮑冠南,陸超,袁志昌,等.基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷實(shí)時(shí)優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(12):11-16.

[37] 陳滿,陸志剛,劉怡,等.電池儲(chǔ)能系統(tǒng)恒功率削峰填谷優(yōu)化策略研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36(9):232-237.

[38] 陸志剛,王科,劉怡,等.深圳寶清鋰電池儲(chǔ)能電站關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(1):65-69.

[39] 陳奕,張步涵,毛承雄,等.利用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量的研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,27(1):1-5.

[40] 張步涵,曾杰,毛承雄,等.電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2006,30(15):54-58.