(4) 儲能用于提升分布式電源匯聚能力。美、日、意等國利用儲能控制變電站與上級電網的能量交換,減少可再生能源并網產生的功率倒送問題。東京電力公司基于車網互聯(V2G)理念提出“BESS SCADA”,通過對大量儲能單元的統一管理和控制,形成大規模的儲能能力,但未充分體現雙向互動能力。我國的薛家島電動汽車示范工程對V2G理念做了類似嘗試。該工程配套建設的集中充電站可同時為360輛電動汽車電池充電,能夠實現負荷低谷存儲電能,負荷高峰或緊急情況下向電網反饋電能,調節峰谷負荷最大可達10 520 kW[34]。

電力系統需求多樣,應用環境復雜,為滿足不同工況需求,儲能選型應結合本體的技術特點。按照放電時間長短,儲能可分為功率型和能量型,針對不同工況儲能選型的分類如表2所示。

表2 不同工況下儲能選型的分類

3 儲能在分布式電源并網中的發展趨勢

目前,儲能技術正朝著轉換高效化、能量高、密度高和應用低成本化方向發展。隨著儲能技術的研究和應用日漸成熟,儲能在電力調峰、電壓補償、電能質量管理等方面發揮越來越重要的作用,提高系統運行的安全性和穩定性。對于電力系統應用而言,儲能技術的基本特征體現在功率等級及其作用時間上。儲能的作用時間是能量存儲技術價值的重要體現,是區別于傳統電力系統即發即用設備的顯著標志。儲能技術的應用將使現有電力系統供需瞬時平衡的傳統模式發生改變,在能源革命中發揮重要作用。隨著分布式電源的發展以及智能電網的建設,儲能技術體現出以下幾方面的應用趨勢:

(1) 將儲能特性與可再生電源自身調節特性相結合。利用儲能系統的雙向功率特性和靈活調節能力,提升風電、光伏等可再生能源發電的可控性,提高可再生能源就地消納與可靠運行能力。

(2) 儲能系統應用功能由單一發展為多元。儲能應用場景豐富,作用時間覆蓋秒級到小時級,由單一時間尺度向多時間尺度過渡,緊湊型、模塊化和響應快是儲能設備的發展方向,以充分發揮儲能功效,提高儲能應用的經濟性。

(3) 充分發揮分布式儲能系統匯聚效應,儲能系統匯聚效應在電動汽車V2G運行模式已得到初步顯現。隨著電動汽車的普及和分布式儲能系統的廣泛應用,其匯聚效應在促進可再生能源接入、用戶互動等方面的優勢將逐步凸顯。

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

4 結 語

隨著分布式可再生能源發電的廣泛應用和終端用戶的雙向互動,儲能技術的產品開發、集成制造和市場應用已成為戰略性選擇。以分布式可再生能源發電為基礎,儲能技術為承載核心的多能互補、雙向互動將展現第三次工業革命的發展愿景。

(1)抽水蓄能和壓縮空氣儲能技術已發展成熟,由于其成本經濟、能量密度大、安全可靠,現被廣泛用于電網調峰;超級電容器輸出功率大,響應速度快,但成本較高,應用市場需進一步拓展,適用于電網調頻和電能質量改善;電化學儲能種類繁多、轉換效率高、應用成本低,大規模電化學儲能技術具有巨大的市場潛力,在新能源并網和智能電網的建設中將扮演重要角色。

(2)儲能技術可增強配電網潮流、電壓控制能力,促進配電網對分布式電源的接納。同時,儲能系統的引入將增強配電網的功率和能量調節能力,提高配電設施利用效率,優化資源配置,加快配電網升級改造。

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