浅谈智能电网中的分布式储能

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智能电网中的分布式发电与储能技术研究

智能电网中的分布式发电与储能技术研究

智能电网中的分布式发电与储能技术研究一、引言随着全球经济的快速发展和能源需求的不断增长,传统的中央化电力系统逐渐暴露出诸多问题,如能源浪费、环境污染和能源安全等。

为了应对这些挑战,智能电网应运而生,成为一个具有突破性意义的解决方案。

分布式发电和储能技术则成为智能电网中的核心技术,本文将对其进行深入探讨。

二、分布式发电技术分布式发电(Distributed Generation,DG)是指在离电力用户较近的地方进行小功率电力的生产。

传统的中央电力系统依赖长距离输电,能源损耗高且输电线路不稳定,而DG技术将电力生成过程放置在离用户更近的地方,充分利用能源,提高电网稳定性和供电质量。

常见的DG技术包括太阳能发电、风能发电、生物质发电和微小型水力发电等。

2.1 太阳能发电太阳能发电是利用太阳光转化为电能的过程。

太阳能光伏发电系统由光伏电池板、逆变器和连接网格的配套设备组成。

通过捕获太阳辐射能,光伏电池板将其转化为直流电,并经过逆变器转换为交流电,供应给电网或电力用户。

太阳能发电具有成本低、环保等优势,但也有受天气影响、不稳定的缺点。

2.2 风能发电风能发电是利用风能转换为电能的过程。

风能发电系统主要由风轮机、发电机、逆变器和连接网格的配套设备组成。

风轮机根据风的力量旋转,带动发电机产生电能,并通过逆变器将直流电转化为交流电。

风能发电具有环保、可再生等特点,但受到风速变化和风能密度限制。

2.3 生物质发电生物质发电是利用生物质资源转化为电能的过程。

生物质包括农作物渣滓、农家肥、林木废料等。

通过生物质发电系统,将生物质燃烧产生的热能转化为蒸汽,进而驱动发电机发电。

生物质发电具有资源丰富、可再生等优势,但也面临燃烧产生的气体排放和后处理问题。

三、储能技术分布式储能(Distributed Storage,DS)是指将不稳定的电力供应存储在离用户最近的地方,以满足用户需求。

储能技术可以有效解决能源间断供应、电能质量不稳定和电力峰谷差异等问题。

智能电网中的分布式储能系统设计与优化

智能电网中的分布式储能系统设计与优化

智能电网中的分布式储能系统设计与优化智能电网作为当今能源领域的一项前沿技术,旨在提高电力系统的可靠性、安全性和经济性。

其中,分布式储能系统作为智能电网的重要组成部分,不仅可以平衡供需关系,还能提供备用电能、频率调节和电压支撑等功能,为电网的可持续发展提供了有效的解决方案。

本文将从分布式储能系统的设计和优化两个方面进行探讨,从而深入剖析智能电网发展的内在逻辑和优化策略。

一、分布式储能系统的设计1. 储能技术的选择分布式储能系统能够有效地应对能源存储和释放过程中的技术挑战。

目前,常见的储能技术包括锂离子电池、钠硫电池、铅酸电池、压缩空气能量储存等。

这些技术各有优劣,根据不同的应用场景和经济指标选择适合的储能技术,是保证分布式储能系统正常运行的前提。

2. 储能系统的容量规划储能系统的容量规划是确保电网供需平衡和电能质量稳定的重要环节。

在容量规划中,需要考虑电网的负荷曲线、储能系统的充放电效率以及经济性等因素。

根据电网的需求和储能系统的性能特点,合理规划储能系统的容量,可以提高分布式储能系统的运行效率和经济性。

3. 储能系统的布局与配置储能系统的布局和配置是确保分布式储能系统高效供能和能量传输的关键。

在布局和配置中,需要考虑电网的拓扑结构、负载分布以及系统的可靠性和安全性等因素。

通过合理布局和配置储能系统,可以提高储能系统的能量传输效率和供能能力,促进智能电网的稳定和可靠性。

二、分布式储能系统的优化1. 储能系统的充放电管理储能系统的充放电管理是确保分布式储能系统能够按需供能的重要环节。

通过制定充放电策略,可以根据电网需求和储能系统的性能特点,实现储能系统的高效运行。

例如,根据电网的负荷曲线和能源价格,合理调整储能系统的充放电时机和功率,以达到最佳经济效益和供能质量。

2. 储能系统的能量管理储能系统的能量管理是确保分布式储能系统能够高效利用电能的重要环节。

通过制定能量管理策略,可以对储能系统进行能量平衡和优化调度,提高能源利用率和电能质量。

智能电网中的分布式储能技术研究

智能电网中的分布式储能技术研究

智能电网中的分布式储能技术研究随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展,智能电网正逐渐成为未来电力系统的发展方向。

在这一背景下,分布式储能技术成为了智能电网的核心技术之一。

本文将探讨智能电网中的分布式储能技术研究及其应用前景。

一、分布式储能技术的基本概念与分类分布式储能技术是指将电能储存在小规模的电池、超级电容器等设备中,使得储能系统可以在需要时释放电能,满足用户需求。

根据储能设备的类型和功率规模,分布式储能技术通常可分为以下几类:1. 嵌入式储能技术:将储能设备直接嵌入到用户终端或电网中,如智能电表、节能灯等。

这种技术能够在用户终端提供相对小规模的储能,满足用户的短时需求。

2. 微电网储能技术:将储能设备集成到微电网系统中,通过与传统电网的互联互通,实现电能的双向流动。

微电网储能技术能够提供更大规模的储能容量,满足微电网系统的长时需求。

3. 分布式储能电站技术:集中化地建设一组储能设备,并连接到电网中,以实现对电网的支持与优化。

分布式储能电站技术具有容量大、调度灵活等特点,能够为整个电网系统提供稳定可靠的供电服务。

二、分布式储能技术在智能电网中的应用1. 提高电网的可靠性与稳定性分布式储能技术在智能电网中起到了稳定供电的重要作用。

通过将储能设备分布在电网各个节点,可以缓解传输和分布网的负荷压力,提高电网的供电能力和可靠性。

当电网出现故障或能源供应不稳定时,分布式储能设备能够迅速释放储存的电能,保障用户的用电需求。

2. 提升可再生能源的接入比例可再生能源具有间歇性和波动性的特点,随着其接入比例的不断提高,对电网的稳定性提出了更高的要求。

分布式储能技术可以将可再生能源的电能储存起来,在低负荷时释放,以平衡电网的供需差异。

通过合理调度储能设备,可以更有效地利用可再生能源,减少对传统能源的依赖。

3. 降低电网建设和运行成本传统电网系统需要建设大规模的电源和输电线路,以满足用户的用电需求。

而分布式储能技术可以将电能储存在用户终端,减少输电损耗,并提供更灵活的供电方式。

智能电网中分布式储能系统的经济性分析

智能电网中分布式储能系统的经济性分析

智能电网中分布式储能系统的经济性分析智能电网,作为未来能源供给体系的重要组成部分,正在以惊人的速度发展。

而分布式储能系统作为智能电网的关键技术之一,为能源的安全性、稳定性和经济性提供了有力保障。

本文将对智能电网中分布式储能系统的经济性进行深入分析。

一、分布式储能系统的概念和类型分布式储能系统是一种将能量以可控方式存储,并在需要时进行释放的系统。

其通过将电能转化为其他形式的能量储存起来,以便在负荷高峰时释放出来,提高电能的利用效率。

根据存储介质的不同,分布式储能系统可以分为机械储能系统、化学储能系统和电磁储能系统等多种类型。

针对智能电网的需求,分布式储能系统需要具备储存容量大、储能效率高、储能周期长等特点。

此外,还需要具备快速相应、低自耗、安全稳定等特性。

这些特点使得分布式储能系统在提高电网运行效率、调节负荷平衡、提供备用电源等方面发挥着重要作用。

二、分布式储能系统在智能电网中的地位在传统电网中,能量的传输和储存是由中央供电站和电网设施负责的,而智能电网中的分布式储能系统将能源储存和供应推向用户层面。

这种分布式的储能方式不仅可以降低能源供给链的损耗,提高能源利用率,还可以提高电网的安全性和稳定性。

分布式储能系统的建设和运行需要一定的投资成本,但从长远来看,其能够为用户和电网带来更多的经济利益。

首先,分布式储能系统可以通过储存电能的方式,充当备用电源,以应对电网突发负荷变化,提高电网供电的可靠性。

其次,分布式储能系统还可以向电网提供调频、调相、调压等辅助服务,实现供需平衡和电能质量的稳定。

最后,分布式储能系统还可以在电网峰谷电价差异较大时,将低谷时段的电能储存起来,在高峰时段释放,实现电能的价值最大化。

三、分布式储能系统的经济性分析1. 投资成本分布式储能系统的建设需要一定的投资成本,主要包括设备采购、安装调试和运营管理等方面。

其中,设备采购是指购买储能设备、控制系统和配套设备等所需的投资。

设备的采购成本受到储能容量、储能效率和设备品牌等因素的影响。

智能电网中分布式储能模型与运行优化

智能电网中分布式储能模型与运行优化

智能电网中分布式储能模型与运行优化随着可再生能源的不断发展和应用,储能技术逐渐被引入到电力系统中。

分布式储能作为其中一种形式,广泛应用于智能电网之中。

本文将分享分布式储能模型和运行优化的相关知识。

一、分布式储能模型分布式储能模型是指将储能设备放置在电力用户或配电网的各个节点处,来实现电力供需平衡、减少电网负荷等目标的储能形式。

具体而言,分布式储能模型可以是电动汽车、光伏系统、风力发电系统等。

电动汽车的应用正变得越来越普遍,它们不仅是一种有效减少碳排放量的方式,更重要的是它们可以成为电力系统中的一个重要储能装置。

在车辆的用户使用期,电池充电,而在车辆闲置期间,则可以将储存的电力输送到电力系统中。

此种方式下,充电和放电均可由车主自主完成,同时电力公司和车主之间也可以通过协商确定电力供应的时间、方式、费用等。

光伏和风力发电系统则是逐渐被引入智能电网之中的新兴能源形式。

这些系统可将电力转化为直流电后,经过储能装置进行蓄电,在需要时转换为交流电向电网输送。

由于光伏和风力发电既依赖于气候,也受季节和时间的影响,因此储能装置在这种情况下起到了很重要的作用。

二、分布式储能运行优化在分布式储能中,如何实现储能装置的运行优化问题十分重要。

目前,通过聚合分散的储能装置和调度管理器的方式实现分布式储能优化已变得越来越普遍。

聚合分散的储能装置是指将多个分布式储能装置合并成一个,从而形成虚拟储能设备,以便进行统一调度。

此种方式下,虚拟储能设备的储能能力将受限于所聚合的各个设备的总储能容量。

通过统一管理,储能装置可以被优化配置,以实现最大化储能容量的利用,同时确保电力系统的稳定运行。

调度管理器则是指一种用于实现智能电网操作和管理的软件系统。

它可以通过对储能装置进行监控和管理来实现储能器的优化管理,维护电力系统的安全和可靠性。

调度管理器会收集各个储能设备的信息,例如电池充电和放电情况、电力输送速率等。

通过算法对收集到的数据进行处理分析,调度管理器可以实现各种优化措施,比如确定储能设备的功率输出和功率需求之间的差距并根据差距来决定最佳充电和放电量等。

智能电网中的分布式储能管理方法

智能电网中的分布式储能管理方法

智能电网中的分布式储能管理方法近年来,随着新能源技术的不断发展,智能电网成为了未来发展的趋势。

而在智能电网中,分布式储能便成为了智能电网储能的重要组成部分。

对于分布式储能,如何有效地管理成为了一个关键问题,本文将探讨智能电网中的分布式储能管理方法。

一、问题概述分布式储能系统的核心是储能电池,储能电池由许多蓄电池组成,因此分布式储能具有储能密度高、响应快等优点。

但同时,分布式储能系统也存在着电池寿命和损失等问题,也是储能技术应用中需要考虑的方面。

基于此,如何高效、安全地管理分布式储能系统,成为智能电网系统优化的重要问题。

二、分布式储能市场的发展分布式储能市场正在不断发展,尤其是在新能源的发展趋势下,分布式储能市场迎来了更多的机遇。

分布式储能的发展,基于其灵活性、响应速度快和低空间成本等优势,成为了未来储能技术及其应用的一个重要方向。

三、分布式储能管理方法的研究现状目前,分布式储能管理方法的研究成果相当丰富,主要涉及到储能电池的优化控制、储能电量最大化、电池管理系统中相关的各种问题等。

对于储能电池的优化控制,主要针对电池充电(放电)效率、储能容量及保护等方面进行研究。

在电池充电(放电)过程中,应避免过充、欠充等问题,确保电池使用寿命和储能效率。

同时,应通过安装电池保护装置,确保电池的安全使用。

对于储能电量最大化,主要是通过分析各种电方案,从电网侧降低不稳定性并提高储能系统的收益。

具体而言,包括通过分析电路拓扑结构、电池类型、充放电策略等,改善储能系统各方面性能,提高储能电量。

此外,现代分布式储能系统中,电池管理系统的研发同样成为了学术研究的热门议题。

电池管理系统中需要考虑的关键问题包括:电池热平衡、电池寿命、电池系统的运行效率等,因此需要通过设计先进的电池管理系统来实现分布式储能的优化管理。

最后,分布式储能管理方法是一个需要综合考量多个因素的问题,除上述几点外还需要考虑到系统的可靠性、稳定性以及电力市场等方面因素。

智能电网中的分布式储能系统优化研究

智能电网中的分布式储能系统优化研究

智能电网中的分布式储能系统优化研究随着现代科技的不断进步,越来越多的家庭和企业开始使用智能电网来满足其电力需求。

但是,随之而来的问题是如何维持电力市场的平衡和稳定。

分布式储能系统成为了一个重要的解决方案,可以为能源的长期存储和电力调度提供保障。

一、分布式储能系统的类型及其特点分布式储能系统是将储能器分散在多个小型场所中,即储能器可以位于住宅、商业建筑或公共设施中,这些储能器可以存储电力,也可以供电给其他设备,以达到自给自足的能源目的。

根据储能器的类型,分布式储能系统可以分为锂离子电池、流动电池、氢燃料电池、压缩空气储能系统和超级电容器。

不同类型的储能器有着各自不同的特点。

例如,锂离子电池体积小、密度大、功率高、寿命长,适合用于中小功率的应用场景,例如家庭或办公室场所;而氢燃料电池则需要较大的储氢容器,适合用于工业和农业领域,以及部分城市地铁和轻轨等公共交通领域。

二、智能电网中的分布式储能系统优化方法在智能电网中,分布式储能系统的优化方法是十分重要的,可以通过以下几种方式进行优化:1. 协同性储能协同性储能是指多个储能系统之间进行协同储能,以提高整个系统的功率和能量密度。

例如,多个储能器可以联合供电到一个大型家庭或企业,或者多个家庭可以联合起来向外界供电。

2. 储能调度储能调度是指通过计算机系统和预测方法,对分布式储能器进行集中控制,以控制网格的负载和稳定。

例如,在用电高峰期间,可以向储能器开启储能功能,以满足用户的需求;在用电低谷期间,可以向储能器开启放电功能,以满足电力市场的需求。

3. 智能化控制智能化控制是指通过人工智能和机器学习技术,对分布式储能器进行智能化的掌控。

例如,可以利用大数据分析技术来了解电力市场的特点和趋势,并对储能器进行适时的调控和优化。

4. 多层次控制多层次控制是指,在智能电网中,分布式储能器可以分为多个层次进行控制,以提高系统的稳定性和有效性。

例如,在第一层进行基础控制,以实现基本的电力需求;在第二层进行智能控制,以实现更加高效的电力管理和储能调度。

智能电网中的分布式储能调度策略研究

智能电网中的分布式储能调度策略研究

智能电网中的分布式储能调度策略研究随着能源需求的增长以及可再生能源的推广应用,智能电网作为一种新型的电力系统架构,被广泛应用于能源管理领域。

分布式储能技术作为智能电网的重要组成部分,发挥着平衡电力供需、提高电网稳定性以及优化能源利用的关键作用。

因此,研究分布式储能调度策略成为智能电网领域内的一个重要课题。

一、分布式储能技术的背景和发展分布式储能技术是将储能系统分布在电力系统的各个节点,以实现灵活的电力管理。

与传统的集中式储能技术相比,分布式储能技术具有更高的容量灵活性和可靠性。

这种技术能够有效地平衡电力供应与需求之间的差异,提高电力系统的稳定性和可靠性。

分布式储能技术的发展得益于电池技术的进步。

随着锂离子电池等新型能源储存技术的广泛应用,分布式储能技术可以实现高效能源转换和储存,满足电力系统的需求。

另外,分布式储能技术还可以与可再生能源相结合,解决风能和太阳能等能源的波动问题,提高可再生能源的利用率,并减少对传统能源的依赖。

二、分布式储能调度策略的意义分布式储能调度策略是指根据不同的电力需求,合理安排分布式储能的充放电行为,从而实现电力系统的平衡和优化。

采用科学合理的分布式储能调度策略,可以提高电网的容量和可靠性,降低能源消耗和污染排放。

1. 平衡电力供需:分布式储能技术能够在电力需求高峰期充电,低谷期放电,平衡电力供需之间的差异。

通过储能系统的调度,可以有效解决传统电网由于需求波动引起的电压不稳定、频率偏差等问题。

2. 优化能源利用:分布式储能技术能够在电力供应过剩时将多余电能储存起来,并在需求紧张时释放。

因此,分布式储能调度策略可以最大程度地利用可再生能源,提高能源利用率,并减少对传统能源的依赖。

3. 支持可再生能源发展:分布式储能技术能够解决可再生能源波动性的问题,使得风能、太阳能等不稳定能源能够更加稳定地接入电力系统。

通过科学合理的分布式储能调度策略,可再生能源能够更加有效地融入电力系统,推动可再生能源的发展和利用。

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浅谈智能电网中的分布式储能专业:电气工程及其自动化班级:一班姓名:杨鹏学号:3013203194浅谈智能电网中的分布式储能摘要:优质、自愈、安全、清洁、经济和互动是当前各国建设智能电网的共同目标,储能环节是智能电网构建及实现不可或缺的关键环节,将分布式发电与储能技术的结合大大提高了系统的能源利用率,改善系统的稳定性、可靠性以及经济性。

储能技术将成为未来电网的发展重点之一。

本文介绍了分布式储能技术的概念,主要类型和发展现状,以及分布式储能在智能电网的应用。

关键词:分布式储能智能电网抽水储能飞轮储能电池储能1.引言目前,全球风力发电、光伏发电等可再生能源得到了指数式的增长,已经成为电力系统的重要组成部分,但由于其具有波动性、随机性、间歇性的特点,这些愈来愈成为制约新能源发展的障碍,且随着新能源发电规模的继续扩大,这个问题将显得更为迫切。

而储能技术正是从根本上解决可再生能源发电接入问题的最有效手段,将富余的能量储存起来,用能高峰期再将这些间歇式能源转换成具有相对统一、稳定的输出,通过储能系统来弥补可再生能源发电的间歇性和不稳定性缺陷,从而实现可再生能源电力平滑并入电网。

储能技术的应用前景广阔,并得到国家大力支持,科技部发布了的《国家“十二五”科学和技术发展规划》把储能作为战略必争领域。

储能技术将为改变现有的电网发展模式提供了可能,帮助可再生能源和智能电网的大规模应用,从而实现能源利用效率和性能的最大化,未来有望大范围应用。

1.1分布式储能技术概念分布式储能技术是指电能通过某种装置转化成其他形式的能量并且高效存储起来,需要时所存储的能量可以方便地转化成需要的能量形式。

包括以下两方面的内容,一是高效大容量存储能量,二是快速高效的能量转化技术1.2分布式储能的作用电力生产过程是连续进行的,发电、输电、变电、配电、用电必须时刻保持平衡;电力系统的负荷存在峰谷差,必须留有很大的备用容量,造成系统设备运行效率低。

应用储能技术可以对负荷削峰填谷,提高系统可靠性和稳定性,减少系统备用需求及停电损失。

另外,随着新能源发电规模的日益扩大和分布式发电技术的不断发展,电力储能系统的重要性也日益凸显。

储能技术的应用是在传统电力系统生产模式基础上增加一个存储电能的环节,使原来几乎完全刚性的系统变得柔性起来,电网运行的安全性、可靠性、经济性、灵活性也会因此得到大幅度的提高。

因此有人将储能技术誉为电力生产过程中的第六环节,电力储能技术的应用前景非常广阔。

同时,分布式储能是智能电网中最重要的环节之一,可以对风电厂、光伏发电站送出的电能进行储存进入稳定送入电网,有效解决风能和太阳能发电不稳定对电网造成的冲击。

2.储能技术发展现状2.1我国分布式储能技术发展现状在大规模电池储能装置技术方面,我国起步较晚,与国外发达国家还有较大差距,主要表现在:一是设备容量规模还较小;二是设备的寿命短、利用效率低;三是设备的智能化水平薄弱。

在储能应用方面我国距国外先进水平差距也很大,国外已经有数十套储能电站投入运行,国内还没有大容量电池储能装置的示范工程投入运行。

目前,我国电池储能的应用规模还很小,现有系统中储能容量仅占总装机容量的1.7%左右,远没有达到合理水平,且尚未建立用于瞬态电能质量管理和电力系统功率调节/补偿的快速大容量储能系统,只能依靠继电保护和安全自动装置切机,被动达到稳定。

但随着国家能源政策的调整和节能环保政策逐步落实,其应用规模预计也将逐步扩大。

上海市电力公司已经建设包括漕溪站、前卫站、白银站三个储能示范电站,电力调度中心可以直接通过电网储能管理系统对分布于各地的储能站实施统一调度与远程监控。

BYD在深圳龙岗建立了一座1MW(4MWh)储能电站。

2.2国外分布式储能技术发展现状近些年来,世界先进储能技术得到了各国大力支持,不断发展,取得了大量成果。

加拿大VRBPowerSystems公司开始为爱尔兰建设迄今为止国际上最大的额定输出功率2MW(脉冲输出功率3MW),储能容量12MWh全钒液流储能电池系统。

美国:北美有10个独立系统运营(ISO)市场。

每个市场有多个区、接口和枢纽。

PJM一个1兆瓦-1兆瓦时项目2014年可获得电网调节服务收入383,000美元。

如果一个项目在15年的项目期内收到2014年收入113,000美元,内部回报率为28%。

德国:PCR一个1兆瓦-1兆瓦时的锂离子系统可获得收入190,000欧元/兆瓦-233,000欧元/兆瓦。

如果其在15年的项目期内收到2014年收入208,000欧元,内部回报率为15%。

英国:英国使用储能技术的两个案例是FirmFrequencyResponse(FFR)和FastReserve:日本经产省发起了新一轮针对锂离子电池储能系统的补贴计划,共划拨了100亿日元,给予购买者购买系统价格2/3的资金补贴。

日本政府希望通过开展这项计划可以借助储能提高可再生能源的利用比例,有效地管理峰值负荷。

3.分布式储能技术的分类分布式储能技术按照储能原理可以分为三大类:机械储能,电磁储能和电化学储能。

其中机械储能包括:抽水蓄能,压缩空气和飞轮储能;电磁储能包括:超级电容和超导储能;电化学储能包括:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池和锌溴液流电池。

各储能技术比较如下表:由上表可以看出,所有的储能方式中只有抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能和铅酸电池的技术比较成熟,已经可以满足商用的要求,而其他储能技术无不在示范研发阶段。

而技术成熟的四种储能技术其功率等级,转换效率等参数也相差很大。

超导储能尚处于研发阶段,目前受制于技术的进步,短期内看不到大规模应用的前景;飞轮储能转换效率较低,大功率飞轮实现难度大;压缩空气储能对安全要求较高,实现存在一定难度。

国内主要倡导的是抽水蓄能和电池储能。

抽水蓄能电站技术成熟、存储容量大、运行寿命长,适宜于电力系统的大容量储能,但是受水资源和地理条件的限制。

因此,电池储能的技术研究是目前分布式发电领域研究热点之一。

以下为几种技术成熟储能技术的介绍。

3.1抽水储能抽水蓄能是电力系统中唯一大规模采用的电力储能形式,抽水储能是投入运行时必须配备上、下游两个水库,负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态,将下游水库的水抽到上游水库保存,负荷高峰时抽水储能设备工作于发电机状态,利用储存在上游水库中的水发电。

按上游水库有无天然径流汇入分为纯抽水、混合抽水和调水式抽水蓄能电站,建站地点力求水头高,发电库容大,渗漏小,压力输水管道短,距离负荷中心近。

抽水储能电站储存能量的释放时间可以从几小时到几天,综合效率在70%~85%之间。

其最大特点是储存能量非常大,同时抽水储能也是在电力系统中应用最为广泛的一种储能技术,非常适合于电力系统调峰和用作长时间备用电源的场合。

如调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和提供系统的备用容量,还可以提高系统中火电站和核电站的运行效率。

由于抽水蓄能电站要求必须同时具备上游水库和下游水库的条件,对地理条件要求比较高,同时还有抽水蓄能电站对生态环境的破坏,尤其是移民因素,都限制了抽水蓄能电站的进一步推广。

目前全世界共有超过90GW的抽水蓄能电站机组投入运行,约占全球总装机容量的3%。

3.2飞轮储能飞轮储能是利用电动机带动飞轮高速运转,将电能转化成机械能储存起来,并在需要时飞轮带动发电机发电,是一个电能和机械能相互转化的储能元件,为了减少损耗,大多数现代飞轮储能系统都是由一个圆柱形旋转质量块和通过磁悬浮轴承支撑的机构组成。

现代飞轮设备储能功率密度>5kW/kg,能量密度>20Wh/kg,效率在90%以上,循环寿命可达20年。

飞轮储能的最大优点是几乎不需要运行维护,设备寿命长,储能效率高(在采用悬浮轴承后效率还可以进一步提高),清洁无污染,无噪声,负荷跟踪能力强,对环境没有不良影响,缺点是能量密度低,费用较高,在小型场合无法体现其优势,主要应用于那些在时间和容量方面介于短时储能应用和长时间储能应用之间的场合,如电能质量控制、不间断电源、电压稳定和电压调峰方面。

飞轮储能的主要优点有:1)储能密度高;比超导磁储能、超级电容器储能和一般的蓄电池都要高。

2)充放电时间短,且无过充放电问题,寿命长;飞轮储能充电只需要几分钟,而不像化学电池需要几个小时的充电时间。

飞轮储能系统的寿命主要取决于其电力电子的寿命,一般可达到20年左右。

飞轮储能技术广泛应用的主要瓶颈有:a)技术成本相对于蓄电池来说比较高;b)轴承材料还有待进一步的突破;c)自放电现象很严重。

3.3电池储能电池储能。

电池储能系统主要利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电,也是人类最早应用和应用最广泛的电储能系统之一,电力系统的使用背景决定了储能系统应具有容量大,效率高,使用寿命长,造价相对低等特点,这就限制了镍镉、锂离子电池在电力系统中的应用,大容量集成的技术难度和生产维护成本使得这些电池在相当长的时间内很难在电力系统中规模化应用。

而近年出现的钠硫电池和液流电池满足了电力系统这方面的需求。

钠硫和液流电池则被视为新兴的、高效的且具广阔发展前景的大容量电力储能电池。

钠硫电池储能密度为140kWh/kg,体积减少到普通铅酸蓄电池的1/5,系统效率可达80%,且循环寿命超过6000次。

钠硫电池的基本单元是单体电池,将数百个单体电池组合起来形成模块,功率可达到数千千瓦,同时也是利于制造、运输和安装。

目前在日本和北美已有100余座钠硫电池电站在运行中,是各种二次电池中最为成熟的技术。

钠硫电池已在日本商用,而且可以供给一个中型水泥厂一天的电量,且放电效率几乎100%。

液流电池是指电池正负极活性物质主要存在于电解液中,分别装在两个储液罐中,通过送液泵送回电池,电池的正负极电解液有离子交换膜隔开的电池装置。

最早由ThallerL.H于1974年提出的一种化学储能装置,目前液流电池主要有钒—溴、全钒和多硫化钠/溴等多个体系,液流电池电化学极极小,能够100%深度放电,储存寿命长,可以通过增加电解液的量或提高电解质的浓度达到增加带能容量的目的。

由于液流电池电池组和电解液储液罐可以分开放置,因而可以因地制宜的安排相对位置,并可根据设置场所的情况自由设计储藏形式及随意选择形状。

4.储能技术在智能电网中的应用4.1智能电网的发电侧(1)辅助动态运行:通过储能技术快速响应速度,在辅助动态运行时提高火电机组的效率,减少碳排放。

(2)在系统升级延迟时,取代或延缓新建机组:对于已接近峰值容量的电厂,储能可降低或延缓对新建发电机组容量的需求;避免动态运行对机组寿命的损害,减少设备维护和设备更换的费用,延缓设备报废时间。

4.2智能电网输配电侧(1)无功支撑:通过与AGC的协调运行实现储能设备无功功率的动态补偿。

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