分布式發(fā)電系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)的作用

分布式發(fā)電系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)的作用目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點儲能技術是通過裝置或物理介質將能量儲存起來以便以后需要時利用的技術。儲能技術按照儲存介質進行分類，可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學類儲能、熱儲能和化學類儲能。目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點分布式發(fā)電系統(tǒng)儲能系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在：（1）對變化負荷的匹配，可提高機組效率，實現(xiàn)節(jié)能減排電力系統(tǒng)的負荷是時刻變化的。而為了使發(fā)電機組能運行在高輸出功率區(qū)域，一般要求機組（特別是承擔基本符合的火電機組）不能輕載運行。這就導致在低負荷下多發(fā)的電未能利用而浪費，而在電力系統(tǒng)發(fā)電容量不足時又不能滿足峰值負荷。當系統(tǒng)中裝設儲能系統(tǒng)時，可以分別在峰值和低谷時發(fā)電和充電。從而很好的與系統(tǒng)變化的負荷相匹配，提高電站的運行效率，減少運行成本，節(jié)約了能源，實現(xiàn)節(jié)能減排目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（2)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高供電質量

電力系統(tǒng)有功和無功功率對電力系統(tǒng)的頻率和電壓有很大影響。而負荷的有功和無功是迅速變化的，分布式發(fā)電儲能系統(tǒng)的存在可以配合分布式發(fā)電系統(tǒng)快速響應有功無功的這種變化，從而避免了電力系統(tǒng)跟蹤負荷變化的困難，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，保證電網(wǎng)電壓和頻率的穩(wěn)定，從而促進系統(tǒng)的穩(wěn)定和提高供電質量。特別是對短時間內負荷的較大變化，儲能系統(tǒng)的及時補償還可以減小它對電網(wǎng)的沖擊目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（3）延緩系統(tǒng)對新增發(fā)電容量的需求，提高設備利用率

由于儲能系統(tǒng)能夠起到削峰填谷的作用，因此可以避免發(fā)電系統(tǒng)為了滿足峰值負荷需求而增加投資加大系統(tǒng)的容量，從而減緩了電力系統(tǒng)對于調峰用機組容量的要求。這樣大電廠不必為了負荷的峰和谷而經(jīng)常開關機組，這樣就可以提高發(fā)電設備的利用率目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（4）降低電能損耗，增大輸電線容量

由于分布式發(fā)電系統(tǒng)儲能設備一般靠近負荷中心，可就近即時補充負荷需求。大電廠一般分布在原理負荷的偏遠地區(qū)，這樣就可以減小電能遠距離輸送時在輸電線路上的損耗，從而減輕了輸電線路的負擔，也因此提高了原來輸電線路輸電的能力目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（5）提高黑啟動能力

分布式發(fā)電系統(tǒng)很多都需要依賴由外界電源的輔助來啟動。而當電網(wǎng)發(fā)生停電事故時，一般分布式發(fā)電系統(tǒng)所能依靠的電網(wǎng)的電力也會同時被切斷了，使分布式發(fā)電系統(tǒng)變成了孤島。當配備有儲能系統(tǒng)時，分布式發(fā)電系統(tǒng)就可以獨立地啟動并持續(xù)運行，從而增強了該系統(tǒng)的黑啟動能力目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（6）可用于再生能源優(yōu)化，推動可再生能源開發(fā)應用。

新能源在發(fā)電方面的許多固有缺陷，使新能源的發(fā)展應用受到了阻礙，而儲能系統(tǒng)的加入很好的彌補了其中的一些不足，推動了新能源在更廣范圍內的應用，從而一方面提高能源利用的效率；另一方面，減少了化石能源的使用，使各種能源得到更合理的配置與利用．目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點（7）減小電力設備的維護需求

由于儲能系統(tǒng)可以維持電網(wǎng)中電壓和頻率的相對穩(wěn)定，減小變化負荷導致的潮流等問題對電力系統(tǒng)的沖擊，從而使電力設備運行于高效率工作點，優(yōu)化了電力設備的運行環(huán)境，所以可以減小電力設備的維護。目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點幾種典型的儲能系統(tǒng)

超級電容儲能系統(tǒng)蓄電池儲能系統(tǒng)超導儲能系統(tǒng)飛輪儲能系統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點超級電容儲能系統(tǒng)SCESSCES系統(tǒng)主要由3部分組成，分別為儲存能量用的超級電容器組件陣列、進行能量變換與傳輸?shù)碾娔苻D換系統(tǒng)和基于微處理器的綜合控制系統(tǒng)。

SCES系統(tǒng)主要運行在兩種模式下：獨立運行模式(當電網(wǎng)電壓過高、過低或瞬時停電時)和并網(wǎng)運行模式(當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動與閃變時)。獨立運行時，將儲存的直流電能轉換成三相可控的交流電能送入配電網(wǎng)，暫時代替電網(wǎng)維持負載電壓，防止停電。逆變器控制單元采用電壓電流雙環(huán)控制技術可實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差小、響應快、總諧波畸變率低。并網(wǎng)運行時，作為電網(wǎng)的動態(tài)補償裝置，當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動與閃變等電能質量問題時對電壓進行動態(tài)補償，改善用戶電能質量。此時，儲能系統(tǒng)控制單元加入了功率補償控制，SCES系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送的有功和無功功率跟隨參考補償功率的變化，協(xié)助電網(wǎng)的能量供給，從而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和對負荷供電的可靠性目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點

優(yōu)點：（1）很高的功率密度。其輸出功率密度是一般蓄電池的數(shù)十倍；（2）極長的充放電循環(huán)壽命。其循環(huán)壽命可達萬次以上；（3）非常短的充電時間；（4）蓄能時間長。超級電容器蓄能過程中，雖然也有微小的漏電電流，但蓄能壽命可以認為是無限的；（5）高可靠性。超級電容器沒有運動部件，維護工作少，因而可靠性非常高。從它的優(yōu)點可以看出，在邊遠地區(qū)，超級電容器可以和風力發(fā)電裝置或太陽能發(fā)電裝置組成混合電源，使得在無風或夜間也可以提供足夠的電能。超級電容儲能系統(tǒng)目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點蓄電池儲能系統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)(BESS)具有控制有功功率流的能力，能夠同時對接入點的有功功率和無功功率進行調節(jié)，為高壓輸電系統(tǒng)提供快速的響應容量，有效提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和電能質量蓄電池種類繁多，特點各不相同，也就各有優(yōu)勢。目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點幾種典型的儲能系統(tǒng)

是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。主要應用于便攜式的移動設備中，其效率可達95%以上，放電時間可達數(shù)小時，循環(huán)次數(shù)可達5000次或更多，響應快速，是電池中能量最高的實用性電池，目前來說用的最多目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點NaS電池系統(tǒng)NaS電池特性優(yōu)良，具有能量密度高、無自放電、運行壽命長、便于現(xiàn)場安裝與維護以及環(huán)境友好及突出的超載脈沖功率輸出特性和迅速的動態(tài)特性等諸多優(yōu)點，為NAS電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應用提供了廣泛的前景。近年來NaS電池在日本，北美，歐洲的電力系統(tǒng)中得到迅速發(fā)展．已被用干負荷平定或負荷削峰、不問斷供電（UPS)或應急電源、電能質量維護以及風能發(fā)電等多種場臺，并且在輸配電系統(tǒng)的有、無功點支持及多功能電能儲存系統(tǒng)中有廣泛應用前景目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點NaS電池系統(tǒng)目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點超導儲能系統(tǒng)SMES超導蓄能系統(tǒng)具有獨特的優(yōu)點：噪音低、高可靠性、高轉換效率（可達95％）和很快的反應速度（可達幾毫秒）。但是也有致命的缺點：一是超導蓄能系統(tǒng)需要壓縮器和水泵來維持液體的低溫，使系統(tǒng)復雜，且導致維修頻率提高；二是成本太高，至今為止，超導蓄能系統(tǒng)的成本比其它類型的蓄能系統(tǒng)的成本高得多。

25kJ超導儲能用磁體目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點飛輪儲能系統(tǒng)FESS飛輪儲能密度大、能量轉換效率高、壽命長、充電時間短、適應各種環(huán)境、可重復深度放電，無過充、放電問題，對溫度不敏感等，應用前景廣闊。飛輪蓄能系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)中，如改善電能質量，作為化學電池的補充及替代UPS電源等。目前，正在運行和開發(fā)的飛輪有核聚變研究用飛輪系統(tǒng)、電氣化鐵道用飛輪系統(tǒng)、不間斷電源用超高速低損耗飛輪、低空軌道衛(wèi)星用飛輪系統(tǒng)、電動汽車用飛輪電池、高溫超導磁懸浮飛輪等目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點

80年代以來，新型復合材料碳素纖維的發(fā)展使得飛輪的周邊線速度可以超過1000m／s，大大增加了飛輪的儲能密度。高溫超導磁懸浮軸承技術的研究使得飛輪軸承的摩擦力大幅度減小，再配以空氣抽真空技術，飛輪機組的效率可以達到80％以上，高于抽水蓄能電站?，F(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展為解決飛輪電機的高速旋轉驅動問題以及能量的轉換和傳遞問題創(chuàng)造了條件目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點其他的可應用的分布式發(fā)電系統(tǒng)儲能系統(tǒng)電解水制氫這種儲能系統(tǒng)需與燃料電池聯(lián)合應用。在系統(tǒng)運行過程中，當負荷減小或發(fā)電容量增加時，將多余的電能用來電解水，使氫和氧分離，作為燃料電池的燃料送入燃料電池中存儲起來；當負荷增加時或發(fā)電容量不足時，使存儲在燃料電池中的氫和氧進行化學反應直接產(chǎn)生電能，繼續(xù)向負荷供電，從而保證供電的連續(xù)性。目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點二、電能儲存技術——壓縮空氣儲能壓縮空氣儲能（CAES）采用壓縮空氣作為儲能介質,將電能轉換為壓縮空氣,根據(jù)需要時通過控制壓縮空氣的釋放速度和時間,得到穩(wěn)定、可靠的電能。單位重量持續(xù)功率20-50W/kg單位重量傳遞能量5-10Wh/kg

典型儲存時間5-30min

系統(tǒng)價格:1000-1500$/kWh目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點二、電能儲存技術——壓縮空氣儲能290MW，德國，Huntorf電站，1978110MW，美國，McIntoshAEC電站，1991.2700MW，美國，Norton，在建。壓縮空氣儲能的商業(yè)化運營目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點壓縮空氣儲能系統(tǒng)CAES

“壓縮空氣蓄能”技術的基本原理是利用富余的電能將空氣壓縮，注入地下儲氣庫，以一種類似天然氣的方式保存在地下。電力不足時，將這些壓縮空氣導入渦輪發(fā)電機，幫助天然氣燃燒，供給燃氣輪機的能量就是壓縮空氣的勢能加上天然氣化學能的總和，這樣產(chǎn)生的能量很大。在充壓和釋放的循環(huán)中，壓縮空氣蓄能電站發(fā)出的電量大于充壓所需的電量，可以節(jié)省1/2—2/3的燃燒成本。目前二十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點二、電能儲存技術——壓縮空氣儲能優(yōu)點寬工作溫度范圍多次充電/放電循環(huán)使用壽命長（20年）對環(huán)境影響小缺點成本功耗系統(tǒng)復雜能量密度目前二十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點二、電能儲存技術——壓縮空氣儲能目前二十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點目前二十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十七點抽水儲能將電網(wǎng)低谷時利用過剩電力作為液態(tài)能量媒體的水從地勢低的水庫抽到地勢高的水庫，電網(wǎng)峰荷時高地勢水庫中的水回流到下水庫推動水輪機發(fā)電機發(fā)電，效率一般為75%左右，俗稱進4出3，具有日調節(jié)能力，用于調峰和備用。不足之處：選址困難，及其依賴地勢；投資周期較大，損耗較高，包括抽蓄損耗+線路損耗；現(xiàn)階段也受中國電價政策的制約，去年中國80%以上的抽蓄都曬太陽，以后可能會好些，但肯定不是儲