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智能电网中大规模储能技术研究

公司名称:发?#38469;?#38388;:2016-05-11浏览次数:899

 

  博耳电力从事电力行业以来,意识到智能电网将来会在中国大规模被需要,由于风能和太阳能等新能源具有随机性、间歇性、出力变化快等特点,而且风能还具有不可预测、反调峰特性,大容量的新能源发电直接并网会对电网运行、控制及有功调度带来较大的影响,并网问题现已成为了制约可再生能源发展的瓶颈。新能源发电设备中若配有储能装置,利用储能装置秒级甚至毫秒级的有功调节能力,可以平滑新能源的输出曲线。储能?#20302;?#30340;有功动态调节能力使其可发挥类?#21697;?#30005;机的对电网的频?#23454;?#33410;作用,调和电力供给与需求之间的差异。

  1.满足可再生能源发展需要

  由于风能和太阳能等新能源具有随机性、间歇性、出力变化快等特点,而且风能还具有不可预测、反调峰特性,大容量的新能源发电直接并网会对电网运行、控制及有功调度带来较大的影响,并网问题现已成为了制约可再生能源发展的瓶颈。新能源发电设备中若配有储能装置,利用储能装置秒级甚至毫秒级的有功调节能力,可以平滑新能源的输出曲线。储能?#20302;?#30340;有功动态调节能力使其可发挥类?#21697;?#30005;机的对电网的频?#23454;?#33410;作用,调和电力供给与需求之间的差异。储能?#20302;?#22312;新能源领域的另一项应用是风光储一体化发电?#20302;常?#35813;?#20302;?#21487;以充分利用风能和光伏在时间和地域上的天然互补性,同时配合储能?#20302;?#23545;电能的存储和释放,改善整个风、光发电?#20302;?#30340;功率输出特性,缓解风电、光电等可再生能源对电网的不利影响,增加电网对可再生能源的吸纳程度。2009年6月,总投资200亿元,张北成为了世界第一个风光储试验基地。

  博耳电力通过仿真研究,表明超导储能和超级电容储能?#20302;?#33021;有效改善风电输出功率及?#20302;?#30340;频率波动。针对这些控?#21697;?#26696;将降低风电机组效?#23454;?#32570;陷,文献[22]通过对飞轮储能?#20302;?#30340;充放电控制,实现了平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标。

  2.削峰填谷,减少?#20302;?#22791;用,提高设备利用率

  电力生产要求发电、供电、用电之间必须随时保持平衡,然而白天和黑夜、不同季节间的峰谷差要求电力?#20302;秤直?#39035;配有一定的发电备用容量,随着新能源产业及社会经济的迅速发展,通过增?#26377;?#36716;备用来满足高峰负荷需求变得越来越困难。储能?#20302;?#21487;以在电网负荷低谷的时候作为负荷从电网获取电能充电,在电网负荷峰值的时候向电网输送电能,实现削峰填谷功能[23,24],同?#20445;?#36824;可以减少电网对发电设备的投资,提高电力设备的使用率,减小线路损?#27169;?#25552;高供电可靠性,创造巨大的经济效益和社会效益。

  储能?#20302;?#20855;有响应速度快、运行成本低等特点,将?#28982;?#30005;机组更适合充当发电备用的角色。如果将来能够建设更大容量的储能站,或者在全网分散布置大量的小容量储能站,当整体储能容量达到一定规模?#20445;?#23601;能逐步减少火电机组的旋转备用。

  博耳电力通过在PSCAD下建模仿真说明了超级电容在解决分?#38469;?#21457;电电能质量等问题方面有很好的效果。研究了采用电池储能?#20302;?#26469;提高电能质量的问题,结果表明,该储能?#20302;?#33021;实现与?#20302;车目?#36895;有功、无功功率交换,有效改善电压波动性,适用于解决风电并网带来的电能质量问题。

  3.减缓输电压力,提升配网智能化水平

  在我国许多地区,电力输送能力的增长?#23545;?#36319;不上电力需求增长的步伐,在高峰电力需求时输配电?#20302;?#24448;往变得?#23548;?#38459;塞,影响?#20302;?#27491;常运行。若把储能?#20302;?#23433;装在输配电?#20302;?#38459;塞段的潮流下游,电能被存储在没有输配电阻塞的区段,在电力需求高峰时储能?#20302;?#37322;放电能,从而减少输配电?#20302;?#23481;量的要求,缓解输配电?#20302;?#38459;塞的情况。同?#20445;?#20648;能?#20302;?#36824;可以减少电力传输中的异常和干扰,解决输电稳定性阻尼和次同步谐振阻尼等问题,改善动态电压稳定性,以及减少?#20302;车推?#26102;甩负荷量。

  置于用户侧的储能?#20302;常?#21487;增强?#20302;?#30340;供电可靠性,改善用户的电能质量。随着智能电网的发展,微网的概念逐?#38477;?#21040;推广。各种储能?#20302;?#20316;为微网的分?#38469;?#30005;源之一,通过电力电子装置在秒级甚至毫秒级快速响应,可以实现微网“永不断电”的目标。另?#29615;?#38754;,小型的家庭式储能设备和区域性的微网储能装置,可以通过智能表计接入到周围的大中型电网中,在用电高峰时向电网供电,增加了电力用户与电网的互动。

  4.促进电动汽车产业发展

  近日,在海口举行的“中国国际电动汽车及充电装置、储能技术展览会”上,电网公司强调要加速充换电基础设施建设,迎接电动汽车的高速发展时期。随着电网智能化水平以及电动汽车保有量的大幅提高,电动汽车的车载电池作为可移动储能单元,丰富了电网?#30446;?#25511;资源,对智能电网平衡大量不可控?#30446;?#20877;生能源有着重要的作用。在用电低谷?#20445;?#30005;动汽车和储能电站的电池可?#28304;?#30005;网吸纳大量?#25381;?#30005;力,用电高峰来临?#20445;?#30005;池的电能可以反过来被电网吸收,或可以作为停电时的备用电源。把这两者有机结合在一起可以充分利用电池储能站的配?#21672;?#26045;,可达到资源的最大利用。

  5.电网应急相应的需要

  在电网失电的情况下,通过传感器技术和通信与信息技术进行?#25910;?#24555;速诊断,储能电站切换至电网紧急模式,储能装置向用电设备提供已储备的电能,起到应急供电的作用。

  储能?#20302;?#33021;够为用户提供备用电源,具有辅助设备简单,厂用电少,启动速度快等优点,为?#20302;?#40657;启动提供电源,提高供电可靠性和抵御自然灾害的能力。其移动性和灵活的特点尤其适用于地震洪水等自然灾害后的恢?#30784;?/span>

  对于一些重要负荷或者供电可靠?#38498;?#24046;的部分地区,在发生事?#36866;?#21435;主网电源或者输配电设备检修时需要孤网运行,孤网容量较小,要求备用电源必须相应速度快,储能电站是最适合孤网供电的备用电源。

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