儲能的主要目的是為了緩解能源供應的不穩(wěn)定性，以及減少對化石燃料的依賴，從而實現(xiàn)清潔能源的可持續(xù)發(fā)展。儲能的好處包括：提高電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性；改善電網(wǎng)的效率；減少對化石燃料的依賴；提高能源利用率；減少能源消耗；改善電網(wǎng)的安全性；改善電網(wǎng)的環(huán)境友好性。

 

 

(1) 儲能用于平抑功率波動。風電、光伏等分布式可再生電源出力的波動性將引起配電網(wǎng)功率的波動,利用儲能系統(tǒng)快速充放電特性,減小可再生能源并網(wǎng)對配電網(wǎng)的沖擊,增強配電網(wǎng)的可控性。

 

(2) 儲能用于負荷削峰填谷。利用儲能系統(tǒng)實現(xiàn)用電負荷的時空轉(zhuǎn)移,延遲配電設(shè)備容量升級。基于動態(tài)規(guī)劃的電池儲能系統(tǒng)削峰填谷實時優(yōu)化,提出了一種基于動態(tài)規(guī)劃的實時修正優(yōu)化控制策略,可在優(yōu)化模型中引入充放電次數(shù)限制和放電深度限制等非連續(xù)約束條件,并通過將電池電量離散化等方法解決含有非連續(xù)約束的優(yōu)化問題。采用恒功率充放電策略對儲能進行控制,并就儲能削峰填谷優(yōu)化模型進行了研究,針對模型約束中的非線性和變量不連續(xù)問題,提出一種適用于該模型的簡化計算方法。儲能在負荷削峰填谷領(lǐng)域應用廣泛，國內(nèi)用戶側(cè)鋰電池儲能電站目前已建成投運,參與用電側(cè)的峰谷調(diào)節(jié),嘗試峰谷套利,可實現(xiàn)配電網(wǎng)側(cè)削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓和孤島運行等多種應用功能。

 

(3) 儲能用于改善電能質(zhì)量。將儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)中,通過控制策略雙向調(diào)節(jié)其有功功率和無功功率,達到穩(wěn)定配電網(wǎng)公共連接點處的電壓,并抑制其負載波動的目的,從而改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量。以超級電容作為電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器,分析了其電路拓撲結(jié)構(gòu),采用非隔離型雙向DC/DC變換實現(xiàn)直流電壓的轉(zhuǎn)換,應用電壓源型變換器實現(xiàn)DC/AC變換。該電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器可以消除電源電壓的暫降、不對稱和閃變對負載的影響,在不對稱負載時抑制負載的負序電流對電源的影響。

 

(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(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。通過對大量儲能單元的統(tǒng)一管理和控制,形成大規(guī)模的儲能能力,但未充分體現(xiàn)雙向互動能力。例如：集中充電站可同時為多輛電動汽車電池充電,能夠?qū)崿F(xiàn)負荷低谷存儲電能,負荷高峰或緊急情況下向電網(wǎng)反饋電能,調(diào)節(jié)峰谷負荷。

 

電力系統(tǒng)需求多樣,應用環(huán)境復雜,為滿足不同工況需求,儲能選型應結(jié)合本體的技術(shù)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。

 

儲能技術(shù)利用情況

 

目前,儲能技術(shù)正朝著轉(zhuǎn)換高效化、能量高、密度高和應用低成本化方向發(fā)展。隨著儲能技術(shù)的研究和應用日漸成熟,儲能在電力調(diào)峰、電壓補償、電能質(zhì)量管理等方面發(fā)揮越來越重要的作用,提高系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。對于電力系統(tǒng)應用而言,儲能技術(shù)的基本特征體現(xiàn)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(shù)價值的重要體現(xiàn),是區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標志。儲能技術(shù)的應用將使現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時平衡的傳統(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),儲能技術(shù)體現(xiàn)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(diào)節(jié)特性相結(jié)合。利用儲能系統(tǒng)的雙向功率特性和靈活調(diào)節(jié)能力,提升風電、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行能力。

 

(2) 儲能系統(tǒng)應用功能由單一發(fā)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(shè)備的發(fā)展方向,以充分發(fā)揮儲能功效,提高儲能應用的經(jīng)濟性。

 

(3) 充分發(fā)揮分布式儲能系統(tǒng)匯聚效應,儲能系統(tǒng)匯聚效應在電動汽車V2G運行模式已得到初步顯現(xiàn)。隨著電動汽車的普及和分布式儲能系統(tǒng)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(yōu)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(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。

 

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