大规模储能系统的智能电网兼容性分析研究
基于大规模储能系统的智能电网兼容性研究
基于大规模储能系统的智能电网兼容性研究
廖怀庆1 , 刘东1 ,2 , 黄玉辉1 , 陈羽1 , 柳劲松1
(1. 上海交通大学电气工程系, 上海市200240 。 2. 国家能源智能电网(上海> 研发中心, 上海市200240>
摘要: 有效协调小容量分布式发电( dist ributed generation ,DG> 和集中式可再生能源发电(collected renewable generation ,CRG> 是中国未来智能电网发展的重要特征。分散储能系统(dist ributed energy storage system , DESS> 和集中储能系统(mass energy storage system ,MESS>将在大容量CRG和小容量DG的安全、稳定接入大电网中发挥重大作用。文中在对智能电网兼容性问题进行深入分析的基础上,探讨了考虑电网供蓄特性的协同调度,提出了涵盖输配电网CRG2MESS 供蓄配置以及微网DG2D ESS 供蓄配置的智能电网兼容性解决方案。
关键词: 智能电网。兼容性。可再生能源发电。分布式发电。储能系统。统一控制
收稿日期: 2009209203 。修回日期: 2009211209 。
0 引言
在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出的背景下,开发清洁能源,发展低碳经济,实现能源优化配置,成为了世界各国的共同选择。水力、风力、太阳能、生物质能等可再生能源发电将被大规模开发利用,根据其接入电网的方式可分为分布式发电( dist ributed generation ,DG> 和集中式可再生能源发电(collected renewable generation ,CRG> 。
为顺应新能源时代,中国正在建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,以数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网[ 122 ] 。智能电网将以现代信息、通信、电力电子、储能、控制、管理和计量等先进技术形成覆盖电力生产、传输、消费全过程、全业务的信息网络,实现电力流、资金流、信息流高度整合与协同运作,构建具有“自愈、兼容、优化、互动、集成”五大特性的柔性电力网络系统。特别是通过新型储能系统( energystorage system , ESS> 的优化配置及控
制[324 ] ,支持
大规模可再生能源的接入,有效兼容间歇性的集中与分散式发电,成为智能电网适应未来经济社会发展和新能源革命的一个先决条件[526 ] 。
目前,为了保证电网的安全, IEEE 1547 标准针对分布式能源的并网规定:当电力系统发生故障时,DG必须马上退出运行。这大大限制了分布式能源效能的充分发挥[7 ] 。大力开发DG/ CRG 是促进能源结构调整和发展低碳经济的必由之路,需要寻找一种安全高效且能协调大电网与DG/ CR G 之间的矛盾,充分挖掘其为电网、用户带来“共赢”价值和效益的解决方案。
大规模ESS 接入对于平抑和消纳DG 及CRG
的并网冲击的作用越来越被业界所广泛认同,成为
智能电网兼容性研究的一个重要内容和技术关键。
1 智能电网兼容性问题的提出
1.1 DG接入给传统电网带来的主要问题
DG一般接入配电网,它的接入使得配电网各支路潮流不再是单方向流动,将对电网带来较大影响:
1>DG直接接入配电网后,会引入各种扰动,从而引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等电能质量问题。
2> 当配电网发生故障时,并网的DG 可能会与线路电容发生铁磁谐振而造成过电压,损坏变压器等电气设备,扩大停电事故,降低系统安全可靠性。
3>DG发电量的高度不确定性使得DG 的直接并网会增大负荷预测和调度运行管理的难度,降低系统可靠性。如果仅将DG作为备用电源,则将会造成资源浪费,影响电网效益。
1.2 CRG接入给传统电网带来的主要问题
CRG一般通过特(超> 高压、远距离、大容量输电通道接入负荷中心(即大型受端电网> 。CRG 的大规模接入将对节能减排、能源结构优化起到重要而积极的作用,但在实际并网过程中,以下影响不容忽视:
1> 风力和太阳能发电的间歇性将会使发电容量预测变动区间增大,且电源与负荷分属不同区域,很
难协调调度,因此,CRG 接入会使大电网的安全稳定运行、统一调度控制以及受端电网低谷调峰(甚至出现负调峰> 面临严峻考验。
2> CRG采用大量的电力电子型电源,直接接入极易引起谐振,并造成谐波污染。
3> 相比于传统电源,CRG故障概率与检修频率会比较高。因此,受端电网应具备应对短时间缺失大容量输入电源的能力。
2 大规模ESS 接入及其配置原则
集中式大型储能系统( mass energy storagesystem ,MESS> 可以称之为大规模ESS ,小容量分散式储能系统( dist ributed energy storage sys tem ,DESS> 虽然单体容量小,但是由于其在配电网中大量分布,同样也是
一种大规模ESS。
相较于传统的铅酸蓄电池等小容量储能装置,当前开发的新型ESS 包括钠硫、镍氢、液流电池以及超导磁能储存器、超级电容器等,存储容量更大,充放电速度更快,与电网和用户的配合更好。
与抽水蓄能电厂相比,DESS/ MESS 对建造环境要求低,可就地布置,适用于城网储能,同时,存储容量范围大,响应速度快,且有瞬间数倍存储释放能力,可贯穿应用于整个用电系统(如图1 所示> 。
目前,10 kW 级液硫电池示范工程和镍氢电池示范工程已在国内试点投入运行, 兆瓦级钠硫电池的城网ESS 的应用研究也在积极开展之中。
2.1 大规模ESS 对提高智能电网兼容性的分析
大规模ESS 接入电网,并实现DG/ CRG 有效协调,将会给整个电网带来深刻的影响,可提高智能电网的兼容性。
1> 对电网的紧急支援作用。当大容量区外受电通道(包括远距离CR
G> 和大容量本地机组突然中断时,安装于发电侧或受端侧的电能量型ME SS 可迅速响应,释放数倍的电力。例如,在未来的MESS设计中,100 MW 级的钠硫城网ESS 可瞬间释放500 MW 的电力。这样可极大地减轻受电通道或本地机组突然中断对系统造成的冲击,甚至可以短时间支撑系统继续运行。同样,当配电网因某种故障或台风等自然灾害造成大量DG 中断时,DESS 可迅速发挥重要的电源支撑作用。
2> 对系统的稳定作用。通过DESS/ MESS 的能量存储和缓冲输出,可使DG/ CRG即使在负荷波动较快和较大的情况(系统达到峰荷时> 下,仍能够运行在一个稳定的输出水平。
3> 对可再生能源发电的补充作用。适量储能可以在DG/ CRG单元不能正常运行(新能源无法发电或波动较大> 的情况下起到过渡作用。例如,利用太阳能发电的夜间、风力发电在无风的情况下、其他类型的DG/ CRG单元处于维修期间,这时系统储能可起到过渡和缓冲作用。
4> 对可再生能源发电的协调控制作用。新型储能与可再生能源发电一一对应布置,使得不可调度的DG/ CRG发电单元能够作为可调度机组单元运行,实现与大电网的并网运行,必要时提供削峰填谷、紧急功率支持等服务。
5> 对电网运营商与自备DG用户的有效协调作用。当负荷低峰或配电网故障需要DG 退出运行时,用户可将电能储存在储能装置中。当负荷高峰或故障排除后,用户可将电能从储能装置中释放,实现电网运营商向自备DESS 用户储能电力的征用或自备DG用户向电网运营商的逆向售电。
2.2 ESS 兼容可再生能源发电的配置原则
根据总装机容量和当地电网的实际情况选择合适的接入电压等级,DG 接入电压等级参见表1 。
CRG一般离负荷中心比较远,将通过远距离、大容量的交直流输电通
道接入受端电网,其接入的电压等级一般为特高压(800 kV 及以上> 和超高压(500 kV/ 220 kV> 等级。与CRG 配合的MESS 的接入电压等级应为2 20 kV 及以上。
DG和DESS 接入电压等级较低,如果传输距离远,会导致线损率过大,因此,在进行DG/ DESS布点规划时,应该尽量使区域发电量小于区域负荷量,满足就地平衡的原则。
与DG 相比,CRG 接入电压等级高,提供的容量也很大,但是相对传统发电厂,发电量波动范围大,只有与MESS 配合后,才具备大规模接入的条件。气象的多变决定了CRG和MESS 的调度与控制应具备实时性。传统调度应转向调度加实时控制的模式,实现调度控制一体化。
接入特高压等级的CRG,原则上可由国家级或区域级调度进行调度控制。接入超高压等级的CRG,原则上可由区域级或省(自治区、直辖市> 级调度部门进行调度控制。10 MW 及以上的DG可由所属地区的地调管辖。10 MW 以下的DG可由所属县调管辖。
随着可再生能源发电和储能技术的飞速发展,DG/ DESS 将在用户侧广泛应用。因此,考虑智能电网配置原则,还要兼顾电厂、电网和用户,使得三者有效兼容。
3 智能电网兼容性解决方案
DESS/ MESS 与DG/ CRG接入电网,在电压和容量匹配以及优化配置的基础上,将改变智能电网的网架结构、运行方式,同时要求智能电网的调度控制模式也应根据电压和容量等级进行统一调度和分级管理,以实现智能电网协调兼容性与安全经济性的统一,提高电网供蓄能力。
3.1 基于CRG2MESS 的智能电网主网供蓄配置方案
以典型的受端电网为例,如图2 所示,设计一种基于CRG2MESS 的未来智能电网主网供蓄配置方案。
1> 在特(超> 高压、远距离、大容量受电通道两侧配置一定容量的M ESS ,该受电通道输送CRG或坑口火电厂的发电电力。
2> 在本地电网大容量发电机组接入的升压侧配置MESS 。
3> 在220 kV 及以上枢纽变电站内配置MESS。与CRG配套建设的MESS ,可以保证CRG 持续稳定的功率输出,在容量设计时,要考虑到CR G高检修频率、输出功率波动大的特点。
区内外电厂配置MESS 主要作为备用容量以代替传统的备用机组,实现正常情况下的调峰作用和故障下的备用功能。
位于城网分区与变电站间的MESS ,在容量设计时,要注重短时间大功率的输出特性,在故障发生后,能够短时间内支撑电网运行,防止连锁反应导致故障扩大,造成大规模停电。
在主网的区外受电通道、大容量发电机组和枢纽变电站内配置MESS ,主要是通过省(自治区、直辖市> 级及以上调度部门的统一调度控制,并有效发挥MESS 及其功率调节系统的快速响应能力,实现主网不间断供电功能,有效减弱或消除大扰动对大电网造成的影响,确保电网安全稳定运行。
3.2 基于DG2DESS 的智能电网微网供蓄配置方案
未来智能配电网结构中,低压配电网将吸纳分布广泛、单机容量跨度大、总体数量多的用户侧DG,需要对DESS 进行优化配置以增强配电网的供蓄能力,其基础通信设施应支持用户侧与供电侧间的互动协调。
将集中的配电负荷、DG 构成微网是国内外近几年的研究热点。文献[8211 ]描述了微网的几个主要特征:在电气结构上,微网通过关键断路器接入电网。微网依靠智能控制器作为核心智能控制器。智能控制器可以从供
电可靠性、经济性和环保的角度协调微网间和微网与大电网间的能量管理。
如图3 所示,大量DESS 接入配电网后,在用户终端的DG和DESS 上,均配备可记录双向潮流的智能表计。智能控制器可通过光纤或电力载波实现与配电终端用户、DG、DESS 间的通信。
配电网DG 相对于主网CRG,容量较小,但是方式更灵活,容量设置遵循“接地平衡”的原则,可有效提高能源利用效率,拓展配电网运行方式,是未来智能配电网结构中不可或缺的一环。分散布点于微网末端的大量用户自备DG,在与DESS 相结合后,将会使未来智能配电网单元—微网的能源结构发生根本性变革。
在正常运行状况下, 介于DG 与电网间的DESS 能够大大缓解DG 对电网造成的冲击,发挥缓冲器作用。智能控制器可以根据微网系统自身的状况,决定储能装置处于充电负荷还是放电电源的状态,并记录潮流流向,为计价系统提供数据。例如,在用电高峰期, 自备DG 用户可以选择自备DE SS 作为电源。这样对用户来说,节约了用电成本。对供电公司来说,实现了削峰填谷的目标,发挥了类似抽水蓄能的作用。
当微网内部处于故障状态时,智能控制器可以自动切除故障,DG 停止
运行。智能控制器控制关键断路器断开,将微网从电网中隔离,在不违反规定的基础上,根据实际运行状况,采用DESS 作为电源或维持远离故障点的DG继续为用户提供满足电能质量要求的电力供应,实现微网不间断供电功能。
3.3 基于供蓄特性的智能电网调度策略
目前,中国电网运行调度计划并未考虑计及ESS 并网后的调度运行方式。但随着DG/ CRG 和DESS/ MESS 的技术发展及应用,一套兼容、合理、经济的调度方案也必须建立。
未来智能电网的调度应该考虑储能装置并网供蓄特性的充放电调度、在故障或检修状态下的紧急调度以及正常状态下的经济调度几个方面。运行方式应该考虑储能装置的备用容量。
在智能电网中,由于风能和太阳能分布不规律,因此在传统负荷预测的基础上,还应增加DG/ CRG发电量的实时预测系统。在未来信息系统高度集成的智能电网中,调度中心在负荷预测基础上,还应该根据当日的气象条件,完成DG/ CRG 发电量预测,实时决定储能装置是处于充电还是放电运行方式以及充放电时间,以达到削峰填谷的目的。
MESS 的接入将大大提高受端电网应对故障和大电网冲击的能力。
但在故障发生、MESS 提供大容量支撑的时间范围内,调度中心通过输配电协同调度策略启用发电机组备用容量, 利用电厂侧MESS 以及启用微网内DESS 放电模式,将大大降低故障影响。
随着储能技术的发展、DESS/ MESS 成本的降低,考虑电网供蓄特性的经济调度计划将成为可能。目前,机组参与自动发电控制(A GC> 服务产生的主要费用包括[12 ] :
1> 参与A GC 市场容量引起在电能市场损失的机会成本。
2> 当市场价格较低,低于参与A GC 机组边际成本时,因A GC 下调需求使机组发电导致的上抬成本。
3> 根据负荷波动和计划出力的差额实时调节机组、不断磨损产生的调节成本。
CRG与MESS 相结合,提升了新能源的利用前景,会大大降低排污成本,从而使得机会成本相对于传统大机组小得多。结合DESS 的DG 一般安装在负荷中心,将会极大地降低系统损耗费用。
另外,DG/ CRG 与DESS/ MESS 相结合,构成辅助备用电源,提供了一种在电网故障情况下,由DESS/ MESS 独立向一部分电力系统负荷供电的全新运行方式———孤岛运行模式。孤岛运行模式通过合理设计网架结构,可大大降低电力用户的购电费用和负荷中断赔偿费用,起到类似备用电源的辅助服务作用。
随着DG/ CRG和DESS/ MESS 制造成本的降低及控制性能的改进,
将具备参与A GC 服务的技术能力,使DG/ CRG与智能电网有效协调,并确保电网安全经济运行。
4 结语
中国能源布局决定了大容量CRG 和小容量DG将在较长时间内相结合并协调发展。如何配置、调控大规模DESS/ MESS ,以提高对DG/ CR G的兼容性能,决定了智能电网的实用性、扩展性乃至发展方向。
大规模DESS/ MESS 接入电网后,不仅可以实现电网削峰填谷,降耗
增收,减少和缓解输电、变电、配电设施的投入,还可以有效兼容DG/ CRG 等间歇性电源对电网的冲击,提高电网的安全稳定性和需求侧用户电力可靠性。
发展具备兼容各类可再生能源发电接入能力、考虑电网供蓄特性的统一协同调度的智能电网,是实现电网科学发展的关键技术手段。
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廖怀庆(1975 —> ,男,博士研究生,高级工程师,主要研究方向:电力系统及其自动化。E2mail : liaohq @smepc. com
刘东(1968 —> ,男,通信作者,博士,研究员,博士生导师,主要研究方向:智能电网、调度自动化及计算机信息处理、配电网自动化及配电网管理系统。E2mail : liudong @ieee. org
黄玉辉(1983 —> ,男,博士研究生,主要研究方向:电力系统及其自动化。E2 mail : hyh8307 @sjtu. edu. cn
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未来电网智能调度发展探究 发表时间：2018-05-14T11:04:53.237Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：王达王宁[导读] 摘要：从目前现有的调度技术出发，在国网公司全面建设“大运行”厂、网及站的大背景下，传统调度中存在着影响电网安全和经济的问题，一旦电网发生故障或出现异常情况后，故障和告警信息太多，从而导致调度员很难及时判断故障点的位置和严重程度。 （河北省电力公司河北石家庄 050000；华润电力（渤海新区）有限公司河北黄骅 061100）摘要：从目前现有的调度技术出发，在国网公司全面建设“大运行”厂、网及站的大背景下，传统调度中存在着影响电网安全和经济的问题，一旦电网发生故障或出现异常情况后，故障和告警信息太多，从而导致调度员很难及时判断故障点的位置和严重程度。智能调度通过可视化智能系统体现。本文将阐述智能调度概念及其可视化智能系统的设计，该系统在技术上提供了大量的智能支持，从而保证了电网 正常运行。 关键词：智能调度；可视化智能系统 前言 随着电厂、电网及变电站飞速发展，电厂、电网及变电站管理也要上一个新的台阶。目前的电厂、电网及变电站运行系统在日常监视运行和紧急处理时，缺少有效、直观的显示方式来表现复杂、大量的信息，缺少有效的可视化手段对各种应用的计算结果进行高效展示，缺少智能型调度手段，不能进行有效的紧急控制和恢复决策。 电厂、电网及变电站可视化系统可以为调度员进行调度提供直观的可视化图形，帮助调度人员掌握电网、厂与站实时运行态势，直观分析电网、电厂与变电站供需平衡关系，为电网、电厂与变电站优化控制提供辅助决策依据，为调度自动化系统提供崭新的技术手段。可视化技术随着电力系统的发展需要也在不断进步，从最初的电网、电厂与变电站单线图的数据原始表示及列表表示，逐步考虑了颜色、动画、地理位置等因素以及从二维向三维发展，形成了一系列与电力系统运行相对应的可视化表达方式。 本文将阐述智能调度概念及其可视化智能系统的设计，它的出现将满足调度员很多方面需求:如可视化平台展示、电网数据实时监视、电网状态评估和安全分析、辅助决策和离线安全校核，从而保证电网操作的安全性与正确性。 1 智能调度的概念及功能 1.1 智能调度的概念 智能调度体现在具有人脑一样的分析决策能力和自我进化能力。“经济运行多维决策模型”正是智能调度“大脑”，推动调度系统自主“思考”、智能“操作”。 智能调度以大数据为依托，充分应用现代信息与数据挖掘技术，先对积累的海量历史生产数据、故障、异常分析等进行自我解读、学习，提高分析决策能力；再对实时生产数据进行分析、诊断、预测，辅助电网、厂站调控人员完成各项生产业务，同时不断进行自我进化。 智能调度将调度中负责的各项业务以及各个环节全部智能化、精益化，目标是实现量测采集、数据挖掘、建模、系统分析、潮流计算、计划制订等各个环节的智能化分析、辅助决策和自动控制。高度集成的一体化智能调度系统是未来电网调度的发展趋势，为了实现这一目标，智能调度系统不仅要具备传统调度系统的主要功能，如全景监控、辅助调度员进行决策分析等，更需要运用智能化手段辅助自动化系统运行与维护、运行方式编排、调度值班和发电计划编制等工作。 1.2 智能调度的功能 （1）全景监控功能 全景监控主要是实现对电网运行状态和数据的全景感知，在对多领域海量信息的综合处理与深层挖掘的基础上，为调度高级应用和潮流计算提供数据源，并运用先进的可视化手段实时展示整体运行状态和异常信息。 （2）风险分析功能 风险分析实现从整体到局部，对电网运行风险的全面掌控，具体包括风险经验故障集的生成、电网运行趋势分析、安全运行指标计算、在线风险评估、全景风险可视化等部分，提供电网运行风险及报警信息，辅助调度员发现潜在的安全危机并提前进入风险管控，增强大电网的可靠性和安全性。 （3）辅助决策功能 辅助决策在电网设备发生故障等异常情况下，自动给出故障诊断信息与恢复策略；在自动控制手段不能消除异常状态或潜在风险时，主动给出操作建议，辅助调度运行人员决策控制。 （4）自动控制功能 自动控制在现有自动发电控制、自动电压控制、电网稳定实时紧急控制等闭环控制手段的基础上，结合电网指标监控信息，完成有功无功的协调控制、主配网的协调控制、在线优化调度控制等自动控制任务。 （5）可视化功能可视化采用先进的人机交互手段和可视化技术，将调度的工作流程全程动态可视化，实现电网不同监控场景的自由切换和业务监控画面的自动导航功能，使调度人员能够对电网的实时运行情况有一个更加清晰、更加直观的认知，故障发生时通过局部回放功能快速定位故障点，并对故障修复情况进行全程跟踪监控记录，先进的人机交互手段如全息影像和远程模拟控制技术能够提升调度人员的操作体验。 2 可视化智能系统的设计 2.1 系统结构设计 电网可视化智能系统整体设计采用SOA体系，可视化平台和逻辑功能采用插件结构，通过先进的C/S机制，将扩充业务与平台功能隔离开来，保证了在平台功能持续扩充情况下，业务功能也能稳定运行。可视化智能系统丰富了调度自动化系统的功能，它的特点是应用松耦合的方法，在保持现有系统稳定运行的同时，依靠标准交互定义接口共享调度自动化系统的数据、图形和模型。 可视化智能系统通过釆用SOA体系结构，对系统按照服务进行部署，其中基础服务为电网模型和实时数据的获取。同时，作为服务提高的功能还有数据的智能监视、分析、网供电路径计算和操作校核。功能的体现模块包括可视化数据展现、电网状态展示、电网告警事项显示等，这些功能都作为客户端从相应的服务中获取需要的数据。
储能在电网发展中的作用
储能在电网发展中的作用 ——Jon Wellinghoff 先生的演讲题目 1.目前世界上有很多种储能技术，可以提供多种服务。 这些技术包括超级电容(Supercapacitors)、超导磁储能(SMES)、铅酸电池(Lead-Acid)、锂电池(Li-Ion)、钠硫电池(NaS)、液流电池(Redox Flow)、飞轮储能(Flywheels)、压缩空气储能(CAES)、抽水蓄能(Pumped Hydro)等。 这些不同技术可以提供多样化供电功率(从kW级到GW级)和供电时长(从秒级到小时级)，可以在UPS 系统(不间断电源系统)、削峰填谷电网输配系统及大容量电力管理系统等三个层面加以应用。在提供大容量能源服务方面，储能技术可以大幅度提升电网供电能力并使电力运营商通过峰谷电价差获利。 另外，储能技术还可以为输电基础设施、配电基础设施、用户能源管理等方面提供诸多辅助服务功能，如：给风光系统补充旋转备用能力、黑启动、配合监管等。 2. 储能技术在电力系统各环节都可以发挥作用。 一是在发电端与传统发电技术配合，提升清洁能源的并网率。在发电端，大容量储能系统可以作为发电厂的辅助服务设施，对太阳能、风电等不稳定电源起到稳压、稳流作用。 二是在输配环节，储能技术可以用在变电站上起到削峰填谷的作用。这一环节的应用在美国正变得日益重要。储能技术可以作为配电网中变电站的技术升级，推迟电网的更新换代，降低成本。 三是在消费环节，在“电表前”和“电表后”，都有储能技术的应用。 3. 在联邦层面，监管政策做出了及时的调整来支持储能设施的应用。 在服务计量方面，不光要计算总共接收到的电量，还要根据反应速度、调频准确度来计算报酬。这一规定主要考虑到储能技术的需求响应速度比常规发电技术要快很多这一特点。能源监管委员会的第719号法规要求独立电力系统运营商(ISO)和区域输电组织(RTO)接受来自需求侧所提供的辅助服务，这使商业和工业用户利用储能设施作为需求侧响应手段成为可能。能源监管委员会的第745号法规则要求电力公司和零售商支付大客户利用储能来替代电网调峰的费用。 4. 在州层面，美国也对储能设施的利用有一定的监管政策激励。 加州电网系统运行商(CAISO)制定了采购灵活电源的政策，鼓励装配和使用具有储能功能的灵活电源，以保证大量清洁能源的并网和有效使用(加州通过立法要求清洁能源的装机在2030年必须达到50% 。)。加州公用事业委员会( CPUC)制定了储能法规(AB2514)，要求加州境内的三家公共电力公司(PG&E，SCE，SGD&E)必须在2020年前采购至少1.325GW的储能设备。这项法规还设立了评估储能服务、成本效益的框架规则，并且制定了可能的电网储能指标。这个法规直接帮助加州上马了一大批储能项目，很多新的储能技术在这些项目中得到了体现。CPUC制定的“自发电奖励激励计划规定”给予储能$2,000/kW补贴，这项补贴每年递减10%。
储能技术的三类价值体现
储能技术的三类价值体现 在过去相当长一段时间，储能在电网的应用技术主要是抽水蓄能，应用领域主要是移峰填谷、调频及辅助服务等。近年来，随着新能源发电技术的发展，风电、太阳能光伏发电等波动性电源接入电网的规模不断扩大，以及分布式电源在配网应用规模的扩大，储能及其在电网的应用领域和应用技术都发生了很大变化。储能技术类型不断增多，应用范围也在扩大，本文就从储能技术的类型与应用范围谈起。 储能技术即能量存储和再利用的技术，按其基本原理分类，可分为物理储能、化学储能以及一些前沿储能技术，其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等，化学储能有铅炭电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池、超级电容器等，液态金属电池、铝空气电池、锌空气电池等属于比较前沿的技术。不同的储能技术其特征和应用范围也有所区别。单从储能技术评价指标来看，就包括功率规模、持续时间、能量密度、功率密度、循环效率、寿命、自放电率、能量成本、功率成本、技术成熟度、环境影响等。可以说，没有一种单一储能技术可以适应所有的储能需求，应按需选择合适的储能技术或技术组合。 1、储能技术简介 1.1抽水蓄能电站 抽水蓄能使用两个不同水位的水库。谷负荷时，将下位水库中的水抽入上位水库;峰负荷时，利用反向水流发电。抽水储能电站的最大特点是储存能量大，可按任意容量建造，储存能量的释放时间可以从几小时到几天，其效率在70%——85%。 1.2压缩空气储能 压缩空气储能系统主要由两部分组成：一是充气压缩循环，二是排气膨胀循环。在夜间负荷低谷时段，电动机—发电机组作为电动机工作，驱动压缩机将空气压入空气储存库;白天负荷高峰时段，电动机—发电机组作为发电机工作，储存的压缩空气先经过回热器预热，再与燃料在燃烧室里混合燃烧后，进入膨胀系统中(如驱动燃气轮机)发电。 1.3飞轮储能系统 飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电。近年来，一些新技术和新材料的应用，使飞轮储能技术取得了突破性进展，例如：磁悬浮技术、真空技术、高性能永磁技术和高温超导技术
浅谈电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势
浅谈电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势 发表时间：2017-12-30T21:24:01.610Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：马雪原1 王益皎1 吕琨璐2 张斌2 [导读] 摘要：现代经济社会的发展推动了各个行业的发展速度，并迎来更为广大的发展前景，所以在不断的发展之中越来越多的行业开始呈现出更加重要的社会地位，其中电力领域就是众多新生力量的主要代表之一，现阶段我国电力领域已经实现数字化变电站和调度自动化站这两种电网智能调度自动化系统的有效应用，为提高电网运行的安全性、稳定性、高效性做出巨大贡献，相信未来我国电网智能调度自动化系统将会发展得更好。 （1国网陕西电力公司咸阳供电公司陕西咸阳 712000； 2国网宁夏电力公司宁东供电公司宁夏宁东镇 750411） 摘要：现代经济社会的发展推动了各个行业的发展速度，并迎来更为广大的发展前景，所以在不断的发展之中越来越多的行业开始呈现出更加重要的社会地位，其中电力领域就是众多新生力量的主要代表之一，现阶段我国电力领域已经实现数字化变电站和调度自动化站这两种电网智能调度自动化系统的有效应用，为提高电网运行的安全性、稳定性、高效性做出巨大贡献，相信未来我国电网智能调度自动化系统将会发展得更好。 关键词：电网智能调度；自动化系统；研究现状；发展趋势 在我国国民生活水平有很大程度提高的今天，人们日常生活和生产用电需求越来越多这对于电网来说是新的挑战在提供大量电量的情况下，电网中设施损耗加大，容易产生故障，甚至是安全事故，这不仅会影响人们正常用电，还会造成严重经济损失为了避免此种情况发生，实施电网调对是非常必要的电网调度是保证电网安全的有效措施，可以适当的调度电网，使电网运行更加安全由于我国经济和科技的发展，使得我国当前已经应用了电网智能调度自动化系统，对电网进行实时监控、分析与评估、调整与控制、调度计划及管理，促使电网运行效果更好。 1 智能调度概述 1.1智能调度的需求分析 智能调度的需求主要是电网运行的稳定性。其功能是保障电网有序、安全、稳定地运行。概括说来，其需求涵盖了监视庞杂的电网系统各级运行稳态及动态，提供对电网各项设施及措施的分析、计算、评估及报警功能、对调度人员进行考核和培养等功能。 1.2智能调度系统设计方向 在智能调度系统的规划设计过程中，要充分考虑这几个因素：a）以调度应用为重点。要明确“技术为应用服务”这一出发点；b）基于现有调度自动化系统来进行。要明确对现有系统优化的目的，在现有系统的基础上进行升级和改造；c）要顺应电网的发展趋势。要准确分析未来电网的运行架构和特点，同时兼顾发展中可能出现的关乎环境、安全、经济等相关问题因素。 1.3对于智能调度的技术要求 首先要考虑到维护成本。在兼容行业标准和业务的连续性上动脑筋，在用户界面、操作系统上入手，以达到高水准的互操作性和高频的软件模块应用，其运行架构的各平台兼容性和可扩展性要强，要同时具备高度的安全性。 1.4关于智能调度的研究模式 目前关于智能调度的研究模式主要有两种：a）从外入内的模式。此类模式主要是政府主导的“研”“商”合作式模式。其特点是具备新颖的开发思路，研发取得进展后再由电网公司投入使用；b）自主开发模式。此类模式是电网运营商在电网运行中，针对已有系统的特点及发现的问题所进行的改造及优化。 2 电网智能调度自动化系统的现状 2.1科研和生产水平不断提高 从引进国外的先进技术到逐渐开发出自己的产品以及系统，我国远动技术以及调度自动化的科研水平和生产水平都达到了一个全新的高度。从目前来看，我国已经拥有了一大批的高素质专业人才，并且逐渐形成了以高等院校、科研所以及企业科研为主要组成部分的科研队伍，理论研究成果在国际上都非常受瞩目。并且这样专业的科研队伍还在不断提出新理论以及新方法，从而将其不断地转化为实际生产力，为企业的可持续发展提供动力。据统计我国的变送器、远动终端等生产厂家已有上千家，并且生产的产品逐渐向着标准化、系统化的方向发展，一些产品还达到了国际水平，从总体上来看，我国国家电网调度自动化系统的发展正趋逐步于完善。 2.2运行管理方面工作水平较高 随着远动技术以及电网调度自动化系统的不断发展以普及，使得电网管理的规范化以及系统化被提上工作议程。因此水电部以及电力部等都相继提出了管理规程，以此来对远动技术以及电网调度自动化系统的运行进行更好地管理和及时的指导。这些管理规程科学、有效的实施不仅能够划清专业、部门之间的工作界限、整理工作关系、提高工作效率，还可以在最大程度上促进远动技术以及电网调度自动化系统的管理水平，对加强系统的管理运行具有十分重要的作用。并且由于企业各项统计分析工作的质量不断提高，基本可以做到对数据进行准确的分析，从而将工作中出现的问题及时反映、按时上报，从而帮助企业顺利高效的运转。 3 电网调度自动化系统的发展趋势 3.1调度自动化系统数字化 当前随着科学技术的不断发展，计算机技术以及各种先进的网络技术日趋成熟，并且逐渐被应用于各个领域，使得城市管理逐渐向着数字化管理的方向发展。在城市管理进入数字化发展的过程中，各个行业的管理与运营都相继与计算机技术进行结合，从而升级服务质量，为人们的生活提供越来越多的便利。同样，电网的数字化进程也在不断向前推进，电网数字化由管理数字化、通讯数字化、决策数字化以及信息数字化这四个方面组成。其中管理数字化就是将各种大量繁杂的信息应用计算机技术建立起相应的数据库，从而实现电网系统各个环节的数字化。通讯数字化是指将数字化变电站以及电网调度自动化系统之间的数据连接进行数字化处理。决策数据化是指在电网安全、高效的运行的同时又能够不断地增加经济效益，使企业不断发展。信息数字化是指将电网运行时的信号进行数字化处理，实现安全、稳定、高效的信号转变。 3.2调度自动化系统智能化 企业现有的电网调度自动化系统还是一个低智能的、不够完善的自动化系统，但随着科学技术的不断发展，电网调度自动化系统一定
大规模储能系统的智能电网兼容性研究分析
基于大规模储能系统地智能电网兼容性研究 基于大规模储能系统地智能电网兼容性研究 廖怀庆 1 , 刘东 1 ,2 , 黄玉辉 1 , 陈羽 1 , 柳劲松 1 (1. 上海交通大学电气工程系 , 上海市 200240 ; 2. 国家能源智能电网 (上海) 研发中心 , 上海市 200240) 摘要 : 有效协调小容量分布式发电 ( dist ributed generation ,DG) 和集中式可再生能源发电 (collected renewable generation ,CRG) 是中国未来智能电网发展地重要特征 .分散储能系统 (dist ributed energy storage sy stem ,DESS) 和集中储能系统(mass energy storage system ,MESS) 将在大容量 CRG 和小容量 DG 地安全、稳定接入大电网中发挥重大作用 . 文中在对智能电网兼容性问题进行深入分析地基础上 ,探讨了考虑电网供蓄特性地协同调度 ,提出了涵盖输配电网 CRG2MESS 供蓄配置以及微网 DG2DESS 供蓄配置地智能电网兼容性解决方案 . 关键词: 智能电网; 兼容性; 可再生能源发电 ; 分布式发电; 储能系统; 统一控制 收稿日期 : 2009209203 ; 修回日期 : 2009211209 . 0 引言 在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出地背景下 ,开发清洁能源 ,发展低碳经济 ,实现能源优化配置 ,成为了世界各国地共同选择 .水力、风力、太阳能、生物质能等可再生能源发电将被大规模开发利用 ,根据其接入电网地方式可分为分布式发电 ( dist ributed generation ,DG) 和集中式可再生能源发电(collected renewable generation ,CRG) . 为顺应新能源时代 ,中国正在建设以特高压电网为骨干网架 ,各级电网协调发展 ,以数字化、自动化、互动化为特征地自主创新、国际领先地坚强智能电网[ 122 ] . 智能电网将以现代信息、通信、电力电子、储能、控制、管理和计量等先进技术形成覆盖电力生产、传输、消费全过程、全业务地信息网络 ,实现电力流、资金流、信息流高度整合与协同运作 , 构建具有“自愈、兼容、优化、互动、集成”五大特性地柔性电力网络系统 .特别是通过新型储能系统 ( energystorage system , ESS) 地优化配置及控制 [324 ] , 支持 大规模可再生能源地接入 ,有效兼容间歇性地集中与分散式发电 ,成为智能电网适应未来经济社会发展和新能源革命地一个先决条件 [526 ] . 目前 ,为了保证电网地安全 , IEEE 1547 标准针对分布式能源地并网规定 :当电力系统发生故障时 ,DG 必须马上退出运行 .这大大限制了分布式能源效能地充分
储能技术及其在现代电力系统中的应用
储能技术及其在现代电力系统中的应用 内容摘要 从电力系统安全高效运行的角度论述了电能存储技术的重要性，介绍了目前常用的几种储能技术的发展现状，指出了该领域当前的热点研究问题。 现代电力系统中的新问题 安全、优质、经济是对电力系统的基本要求。近年来，随着全球经济发展对电力需求的增长和电力企业市场化改革的推行，电力系统的运行和需求正在发生巨大的变化，一些新的矛盾日显突出，主要的问题有：①系统装机容量难以满足峰值负荷的需求。②现有电网在输电能力方面落后于用户的需求。③复杂大电网受到扰动后的安全稳定性问题日益突出。④用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高。⑤电力企业市场化促使用户则需要能量管理技术的支持。⑥必须考虑环境保护和政府政策因素对电力系统发展的影响。 2000年到2001年初，美国加州供电系统由于用电需求的增长超过电网的供电能力，出现了电力价格大范围波动以及多次停电事故；我国自2002年以来，已连续四年出现多个省市拉闸限电的状况；在世界上的其他国家和地区，也不同程度地出现了电力供应短缺的现象。系统供电能力，尤其是在输电能力和调峰发电方面的发展已经落后于用电需求的增长，估计这种状况还会在一段时间内长期存在，对电力系统的安全运行将带来潜在的威胁。 加强电网建设（新建输电线路和常规发电厂），努力提高电网输送功率的能力，可以保证在满足系统安全稳定运行的前提下向用户可靠地输送电能。但是，由于经济、环境、技术以及政策等方面因素的制约，电网发展难以快速跟上用户负荷需求增长的步伐，同时电网在其规模化发展过程中不可避免地会在一段时间甚至长期存在结构上的不合理问题；另一方面，随着电力企业的重组，为了获取最大利益，企业通常首先选择的是尽可能提高设备利用率，而不是投资建设新的输电线路和发电厂。因此，单靠上述常规手段难以在短时间内有效地扭转电力供需不平衡的状况。 长期以来，世界各国电力系统一直遵循着一种大电网、大机组的发展方向，按照集中输配电模式运行。在这种运行模式下，输电网相当于一个电能集中容器，系统中所有发电厂向该容器注入电能，用户通过配电网络从该容器中取用电能。对于这种集中式输配电模式，由于互联大系统中的电力负荷与区域交换功率的连续增长，远距离大容量输送电能不可避免，这在很大程度上增加了电力系统运行的复杂程度，降低了系统运行的安全性。 目前，电力系统还缺乏高效的有功功率调节方法和设备，当前采用的主要方法是发电机容量备用（包括旋转备用和冷备用），这使得有功功率调控点很难完全按系统稳定和经济运行的要求布置。某些情况下，即使系统有充足的备用容量，如果电网发生故障导致输电能力下降，而备用机组又远离负荷中心，备用容量的电力就难以及时输送到负荷中心，无法保证系统的稳定性。因此，在传统电力系统中，当系统中出现故障或者大扰动时，同步发电机并不总是能够足够快地响应该扰动以保持系统功率平衡和稳定，这时只能依靠切负荷或者切除发电机来维持系统的稳定。但是，在大电网互联的模式下，局部的扰动可能会造成对整个电网稳定运行的极大冲击，严重时会发生系统连锁性故障甚至系统崩溃。美国和加拿大2003年8月14日发生的大停电事故就是一个惨痛的教训。如果具有有效的有功和无功控制手段，快速地平衡掉系统中由于事故产生的不平衡功率，就有可能减小甚至消除系统受到扰动时对电网的冲击。 在现代电力系统中，用户对于电能质量和供电可靠性的要求越来越高。冲击过电压、电压凹陷、电压闪变与波动以及谐波电压畸变都不同程度地威胁着用户设备特别是敏感性负荷的正常运行。电力市场化的推行也促使电力供应商和用户一起共同寻求新的能量管理技术支
各种储能系统优缺点对比
史上最全储能系统优缺点梳理 谈到储能，人们很容易想到电池，但现有的电池技术很难满足电网级储能的要求。实际上，储能的市场潜力非常巨大，根据市场调研公司Pike Research 的预测，从2011年到2021年的10年间，将有1220亿美元投入到全球储能项目中来。而在大规模储能系统中，最为广泛应用的抽水蓄能和压缩空气储能等传统的储能方式也在经历不断改进和创新。今天，无所不能(caixinenergy)为大家推荐一篇文章，该文章分析了目前全球的储能技术以及其对电网的影响和作用。 现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能。目前世界占比最高的是抽水蓄能，其总装机容量规模达到了127GW，占总储能容量的99%，其次是压缩空气储能，总装机容量为440MW，排名第三的是钠硫电池，总容量规模为316MW。 全球现有的储能系统 1、机械储能 机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。 (1)抽水蓄能：将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低的水库抽到地势高的水库，电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电，效率一般为75%左右，俗称进4出3，具有日调节能力，用于调峰和备用。 不足之处：选址困难，及其依赖地势;投资周期较大，损耗较高，包括抽蓄损耗+线路损耗;现阶段也受中国电价政策的制约，去年中国80%以上的抽蓄都晒太阳，去年八月发改委出了个关于抽蓄电价的政策，以后可能会好些，但肯定不是储能的发展趋势。 (2)压缩空气储能(CAES)：压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞
超导磁储能系统(SMES)及其在电力系统中的应用
高温超导磁储能系统及在电力系统中的应用 一、超导磁储能基本原理 1、什么是超导磁储能系统？ 超导储能系统（Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES）是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施，一般由超导线圈、低温容器、制冷装臵、变流装臵和测控系统部件组成。 超导储能系统可用于调节电力系统峰谷（例如在电网运行处于其低谷时把多余的电能储存起来，而在电网运行处于高峰时，将储存的电能送回电网），也可用于降低甚至消除电网的低频功率振荡从而改善电网的电压和频率特性，同时还可用于无功和功率因素的调节以改善电力系统的稳定性。超导储能系统具有一系列其它储能技术无法比拟的优越性： （1）超导储能系统可长期无损耗地储存能量，其转换效率超过90%； （2）超导储能系统可通过采用电力电子器件的变流技术实现与电网的连接，响应速度快（毫秒级）； （3）由于其储能量与功率调制系统的容量可独立地在大范围内选取，因此可将超导储能系统建成所需的大功率和大能量系统； （4）超导储能系统除了真空和制冷系统外没有转动部分，使用寿命长； （5）超导储能系统在建造时不受地点限制，维护简单、污染小。 目前，超导储能系统的研究开发已经成为国际上在超导电力技术研究开发方面的一个竞相研究的热点，一些主要发达国家（例如美国、日本、德国等）在超导储能系统的研究开发方面投入了大量的人力和物力，推动着超导储能系统的实用化进程和产业化步伐。 2、储能工作原理 SMES在电力系统中的应用首先是由Ferrier在1969年提出的。最初的设想是将超导储能用于调节电力系统的日负荷曲线。但随着研究的深入，人们逐渐认识到调节现代大型电力系统的日负荷曲线需要庞大的线圈，在技术和经济上存在着困难。现在，SMES在电力系统应用中的研究重点主要着眼于利用SMES四象限的有功、无功功率快速响应能力，提高电力系统稳定性、改善供电品质等。超导磁能储存的概念最开始来自于充放电时间很短的脉冲能量储存，大规模能量储存开始于电器元件，其原理就是电能可以储存在线圈的磁场中。如果线圈是由超导材料制成，即保持在临界温度以下，即使发生变化，电流也不会发生衰减。线圈卸载荷，可以将电流释放回电路中去。 电流I循环储存在线圈中的能量E为
我国电力系统对大规模储能的需求分析
我国电力系统对大规模储能的需求分析 摘要：电化学储能作为一种调节速度快、布置灵活、建设周期短的调节资源日 益受到人们的关注和重视。推动 GW 级电化学储能建设应用，构建更加灵活高效的电力系统，是保障“十四五”以及未来新能源健康发展和电力系统稳定运行的 必然要求。本文所研究的大规模储能指的是技术上的电化学储能，所提及 的储能电站指的工程上的电化学储能电站。 关键词：电力系统；大规模储能；需求分析 常见储能技术 （1）物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等，其中最成熟的也是最普及 的是抽水储能，其主要的应用场景是在电力系统中参与削峰填谷、调频调相等。抽水储能的 时间长短各异，从几个小时一直到几天，其能量转换效率为 70%~85% 之间。但抽水储能电 站也有其不利因素，其建设受到地形的限制因素较多，建设周期也因地形地貌而异，一般周 期都较长。当用电的区域与抽水蓄能电站相距较远时，其效率也得不到保证，过程中的消耗 较大。压缩空气储能早在 1978 年就实现了应用，但由于受地形、地质条件制约，没有大规 模推广。飞轮储能是将电能转化成机械能，以能量转换的方式将能量储存起来，在需要时飞 轮运转使发电机发电产生电能。飞轮储能的有点是寿命较长且无污染，但是其可发出的能量 密度较低，可以考虑作为蓄电池方式的补充方案进行建设。（2）化学储能的方式是现有的 几种储能方式中最多的。在化学储能范围内其技术水平和应用的条件也各有不同。首先，蓄电池储能是最成熟，最被广泛大众所应用的技术，根据其化学组成部分的不同可分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等。铅酸电池的技术在现阶段已经成熟， 可以作为大容量大规模储能系统，其单位成本和储能成本都很低，安全性可靠性也十分优秀，已经与小型的风力、光伏发电系统和中小型的分布式发电系统中得到了应用，但是铅酸电池 有一个致命弱点就是铅是重金属，会对环境造成污染，不符合当下绿色能源、清洁能源的发 展趋势，所以其不具备未来的发展空间，仅能在现阶段小范围使用。锂离子、钠硫、镍氢电池等这些蓄电池存在着其制造成本过高的问题，作为大规模的储能电站还不成熟，产品的性 能目前尚无法满足储能的要求，其经济性也无法实现商业化运营。最后超级电容是 1970 年 来开始产生的储能器件，其原理是使用特殊的电极材料和电解质，这种超级电容是普通的 20-1000 倍，其优点是容量巨大，而且还保留了传统的电容器的释放能量快的特点，目前已 经不断应用于高山气象站、边防哨所等电源供应场合。 我国电力系统对大规模储能的需求分析 特高压电网过渡期面临的问题 随着大容量直流、高比例新能源的发展，我国电源、电网格局都发生了重大变化。以低 惯量、弱支撑为特征的新能源机组在电网中的比例不断增加，跨区输送的大容量直流替代了 受端电网的部分常规电源，导致电网中传统的同步发电机组占比逐渐降低，同步电网的惯量支撑和一次调频能力不断下降，频率的支撑和调节能力难以应对大容量直流闭锁造成的功率 不平衡量冲击，造成频率跌落深度增大，频率恢复困难，系统安全稳定受到威胁。在跨大区 交直流混联电网中，跨区直流的闭锁还可能引发大区间交流联络线上的大规模潮流转移，造成跨区同步互联电网之间的失稳和解列事故。2015 年 9 月 19 日锦 苏特高压直流发生双极闭锁，引起华东电网瞬时损失功率 490 万千瓦 ( 设计容量 720 万 千瓦 )，当日负荷水平 1.5 亿千瓦，网内开机容量
电力储能产业完整版
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电力储能产业上市公司 1.阳光电源 是一家专注于太阳能、风能、储能等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风能变流器、储能系统、电动车电机控制器，并致力于提供全球一流的光伏电站解决方案、储能及微电网解决方案。其中光伏电站解决方案包括：荒漠电站、屋顶电站、山丘电站。能及微电网解决方案主要有储能并网系统、光储微电网系统、燃料节约系统，主要应用与厂矿、企业、村落、通讯基站、光伏、风能发电站、地铁、港口医院等。 太阳能光伏逆变器产品继续稳居国内市场占有率第一，光伏电站系统集成业务也快速发展。 公司布局储能电源领域公司与三星SDI株式会社与2014年11月在韩国釜山签订了正式的合资合约，双方将在合肥建立合资公司，携手开展电力用储能系统相关产品的研制、生产和销售。依据计划，双方将在合肥高新区新设立储能电池和储能电源两个合资公司，分别从事电力用锂离子储能电池包的开发、生产、销售和分销，及电力设施用变流设备和一体化储能系统的开发、生产、销售和分销。双方约定，将充分利用各自优势，强强联合，共同开拓电力储能市场，并致力于成为全球领先的储能产品及系统解决方案供应商。 2.南都能源 公司主营业务为通信后备电源、动力电源、储能电源、系统集成及相关产品的研发、制造、销售和服务；主导产品为阀控密封蓄电池、锂离子电池、燃料电池及相关材料。产
品广泛应用于通信、电力、铁路等基础性产业；太阳能、风能、智能电网、电动汽车、储能电站等战略性新兴产业；电动自行车电池、通讯终端应用电池等民生产业。 公司战略目标：致力于成为全球的通信后备电源、储能应用电源、动力电源和新能源应用领域系统解决方案的领导者。在储能应用领域，拥有大型储能、离网储能、分布式储能的系统设计及集成技术；在动力应用领域，拥有电动汽车、电动叉车、电动自行车等车用超级电池、锂离子电池技术；在通信应用领域，拥有IDC等交换机房用、基站用、UPS用等阀控电池、锂电池、燃料电池技术，其中适用于高温环境下的环保节能电池为国际首创，具有巨大的经济及生态效益；在新型材料方面，拥有锂离子电池正负极材料、阀控电池正负极材料、电解质材料等多项核心技术。 公司主营业务： 储能领域： 2014年，公司储能业务实现销售收入15,969.52万元，同比增长14.69%。公司继续保持行业领先地位，在大规模储能、分布式储能、户用储能等领域齐头并进，各类系统解决方案及产品日趋成熟。在大规模储能及分布式微网储能领域，公司以锂电和铅炭电池核心技术为基础，提供全面系统解决方案，完成了国家风光储输示范工程项目（国家电网主导、国内影响力最大的新能源综合示范项目）、广东电科院广成铝业 1.5MW蓄能项目（科技部863项目）、浙江鹿西岛4MWh新能源微网储能项目（科技部863项目）等项目的装机运行，并在一系列新的示范项目中中标。 3.科陆电子 科陆电子是智能电网、新能源、节能减排产品设备研发、生产及销售方面的龙头企
智能调度的研究现状及发展趋势
智能调度的研究现状及发展趋势 智能调度是建设智能电网的关键。文章分析了智能调度建设的意义和目的，阐述了国内研究现状，剖析了智能调度的内涵、特征、体系架构，对智能调度领域已有的实践进行了总结与思考，对智能调度的未来进行了展望。 标签：智能调度；智能电网；研究现状；发展趋势 引言 调度是电网运行的神经中枢，电网发生事故时，需要依赖人工进行判断和处理。随着电网规模越来越大，人工的有效性会急剧下降。例如，2012年7月30日、31日印度北部和东部连续发生两次大停电事故，30日第一次停电事故发生后，依靠人工排除故障，停电后15小时内基本恢复电力供应。由于人工控制的有效性不够，没能及时控制事故恢复后的超负荷用电，造成了31日再次发生大停电事故。事故其间调度人员获取的电网事故状态信息不够充分、完整，无法准确判断事故严重性和发展趋势。 随着电网跨区域交直流混合联网，电网运行给调度带来了新挑战，电网的安全稳定运行需要智能调度提供技术支撑。国家节能减排政策需要大型可再生能源大规模接入电网，资源优化配置，需要智能调度为电网运行提供技术支撑。建设中国特色的坚强智能电网，智能调度是其重要组成部分，需要智能调度提供技术支撑。 1 智能调度的内涵与特征 狭义智能调度是指辅助调度员的“智能调度辅助决策功能”。主要包括事故前薄弱问题预警、事故中故障定位、事故后恢复决策。广义智能调度要求调度中心全面智能化，全面的智能化调度要综合运用各种先进科技和智能化技术，对输电网进行主动式、智能化的监视、分析、预警、辅助决策和自愈控制，面向调度全专业，提供智能化的业务支撑手段，为输电网提供全面的技术支撑。要做到准确的全景化前瞻预警；优化的自适应自动调整；多维的全局观协调控制；统筹的精细化调度计划；规范的流程化高效管理。 2008年2月，国家电力调度控制中心启动了智能电网调度技术支持系统的研究[1]。总体技术路线是：坚持自主创新，进行集约化开发和标准化管理，以智能调度技术支持系统的研发为核心，围绕三条主线建设四大类应用功能，通过一体化调度作业施行同质化调度管理。 2 智能调度实践 2.1 狭义智能调度
电池储能系统在电力系统中的应用
电池储能系统在电力系统中的应用 孔令怡1，廖丽莹1，张海武2，赵家万3 (1.广西大学电气工程学院，南宁530004；2.德清县供电局，德清313200；3.遵义 供电局，遵义市563000) 摘要：电池储能系统(BESS)是一种新兴的FACTS器件。具有控制有功功率流的能力，能够同时对接入点的有功功率和无功功率进行调节，为高压输电系统提供快速的响应容量，有效提高了电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。介绍了电池储能系统的基本原理、特点和国外的应用情况，并对它在电力系统中的不同应用进行了综述。 1引言 迄今为止，由于电力系统缺乏有效地大量储存电能的手段，发电、输电、配电与用电必须同时完成，这就要求系统始终处于动态的平衡状态中，瞬间的不平衡就可能导致安全稳定问题。大功率逆变器的出现为储能电源和各种可再生能源与交流电网之间提供了一个理想的接口。从长远的角度看，由各种类型的电源和逆变器组成的储能系统可以直接连接在配电网中用户负荷附近，构成分布式电力系统，通过其快速响应特性，迅速吸收用户负荷的变化，从根本上解决电力系统的控制问题。 可用在电力系统中的储能电源种类繁多，比较常见的有超导储能(SMES)、电池储能(BESS)、飞轮储能、超级电容器储能、抽水储能、压缩空气储能等。在各种类型的储能电源当中，电池储能系统是一种比较适合电力系统使用的储能电源，具有技术相对成熟、容量大、安全可靠、无污染、噪声低、环境适应性强、便于安装等优点。 2电池储能系统的基本原理 电池储能系统主要有电池组和变流器两部分组成，其变流器主要是基于电压源型变流器，其基本结构如图1所示。
电池组部分一般采用技术比较成熟的钠硫电池或铅酸电池，其中钠硫电池在能量密度、使用寿命、运行效率上有较明显优势，所以钠硫电池的应用更广泛。钠硫电池与铅酸电池特性参数比较如表1所示。 变流器的实质是大容量的电压逆变器，它是连接储能电池和接入电网之间的接口电路，实现了电池直流能量和交流电网之间的双向能量传递。电池储能系统的电路原理图如图2所示。 图2中电池储能系统等效为一个理想的电压源，其电压的幅值为U1，电压相角为H；串联的R、L代表总的功率损耗、线路损耗等；电池储能系统注入电力系统的电流的幅值为I L，电流相角为U；电力系统的接入点的电压幅值为U S，电压相角为D。 在电池储能系统中，电压幅值U1和电压相角H都是可以控制的，当我们需要向系统注入有功功率时，便可以控制H>D，这时电池储能系统的电压相角超前于系统接入点的电压相角，所以有功功率由电池储能系统流入系统；反之亦然。当我们需要向系统注入无功功率时，便可以控制U1>U S，这时电池储能系统的电压幅值高于系统接入点的电压幅值，所以无功功率由电池储能系统流入系统；反之亦然。可见，适当的调整换流器来控制电池储能系统的电压幅值U1和相角H，便可以实现电池储能系统与接入的电力系统之间的有功功率和无功功率的交换。 3电池储能系统在电力系统中应用的目的 电池储能系统在电力系统中有着极为广泛的应用，因为它本身可以快速的对接入点的有功功率和无功功率进行调节，所以可以用来提高系统的运行稳定性、提高供电的质量，当其容量足够大时，甚至可以发挥电力调峰的作用。
浅析智能电网中的储能技术
浅析智能电网中的储能技术 发表时间：2018-06-13T15:08:53.540Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：张雷1 刘佰龙2 [导读] 摘要：随着各种新技术在电网运行中的不断普及，世界电网进入智能电网发展阶段。 （1 鄂尔多斯电业局变电管理一处乌兰木伦运维站内蒙古鄂尔多斯市 017000；2 国电电力大同发电有限责任公司山西省大同市037004） 摘要：随着各种新技术在电网运行中的不断普及，世界电网进入智能电网发展阶段。储能技术是智能化使用能源，解决能源危机的重要技术发展方向，也是发展智能电网的重要基础工作。本文主要就智能电网中智能电网中的储能技术展开初步的分析和探讨，仅供相关人士参考。 关键词：智能电网；储能技术；能源 从本世纪初开始，基于各种高新科技技术的发展，世界电网进入智能电网发展阶段。智能电网具有坚强可靠、自愈能力强、经济高效、透明开放、友好互动、清洁环保等特性。这样的特性十分符合社会经济发展与环保并进的要求。而发展智能电网，储能技术十分重要。储能技术在电力系统中发挥着重要作用，是实现灵活用电，互动用电的基础。 储能技术在包括电力系统在内的多个领域中具有广泛的用途，近年来世界范围内的电力工业重组给各种各样的储能技术带来了新的发展机遇，采用这些技术可以更好地实现电力系统的能量管理，尤其是在可再生能源和分布式发电领域，这种作用尤为明显，在传统的发电和输配电网络中，这些新技术同样可以得到应用。以下简要介绍各种储能技术的基本原理及其发展现状。 1 抽水储能 抽水蓄能电站在应用时必须配备上、下游两个水库。在负荷低谷时段，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。在负荷高峰时，抽水储能设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。一些高坝水电站具有储水容量，可以将其用作抽水蓄能电站进行电力调度。利用矿井或者其他洞穴实现地下抽水储能在技术上也是可行的，海洋有时也可以当作下游水库用，1999年日本建成了第一座利用海水的抽水蓄能电站。 抽水储能是在电力系统中得到最为广泛应用的一种储能技术，其主要应用领域包括能量管理、频率控制以及提供系统的备用容量。目前，全世界共有超过90GW的抽水储能机组投入运行，约占全球总装机容量的3%。限制抽水蓄能电站更广泛应用的一个重要制约因素是建设工期长，工程投资较大。 2 先进蓄电池储能 据估计，全球每年对蓄电池的市场需求大约为150亿美元，在工业用蓄电池方面，如：用于UPS、电能质量调节、备用电池等，其市场总量可达50亿美元。在美国、欧洲以及亚洲，正在组建生产电力系统储能用的高性能蓄电池企业。在过去的12至18个月里，已有生产能力达每年300MW的蓄电池生产线投入运行。 铅酸电池是最古老、也是最成熟的蓄电池技术。它是一种低成本的通用储能技术，可用于电能质量调节和UPS等。然而，由于这种蓄电池寿命较短，因此限制了其在能量管理领域中的应用。近年来，各种新型的蓄电池被相继开发成功，并在电力系统中得到应用。 与其他蓄电池相比，锂离子电池的主要优点是储能密度高（300～400kW?h/m3，130kW?h/t），储能效率高（接近100%）和使用寿命长（每次放电不超过储能的80%时可充3000次）。由于具有上述优点，锂离子电池得到快速发展。但是，尽管在几年之内锂电池已经占有小型移动设备电源市场份额的50%，生产大容量锂离子电池仍然有一些挑战性的工作要做，主要的障碍在于其居高不下的成本，这主要是由于它需要特殊的包装和配备必要的内部过充电保护电路。 在所有的蓄电池中，Metal-air电池结构最为紧凑，并且可望成为成本最低的蓄电池，这是一种对于环境无害的蓄电池。其主要的缺点是这种电池的充电非常困难而且效率很低。 3 飞轮储能 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组成的支撑机构组成。采用磁悬浮轴承的目的是消除摩擦损耗，提高系统的寿命。为了保证足够高的储能效率，飞轮系统应该运行于真空度较高的环境中，以减少风阻损耗。飞轮与电动机或者发电机相连，通过某种形式的电力电子装置，可进行飞轮转速的调节，实现储能装置与电网之间的功率交换。 飞轮储能的一个突出优点就是几乎不需要运行维护、设备寿命长（20年或者数万次深度充放能量过程）且对环境没有不良的影响。飞轮具有优秀的循环使用以及负荷跟踪性能，它可以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应用场合。 在实现飞轮储能装置时，可采用固体钢结构飞轮，也可采用复合材料飞轮，具体采用何种飞轮需要进行经济技术比较，在系统成本、重量、尺寸以及材料性能等指标之间进行折衷。采用高密度钢材料，其边缘线速度可达200～375m/s，而采用重量更轻、强度更高的复合材料，其边缘线速度可达600～1000m/s。飞轮实际可输出的能量取决于其速度变化范围，它不可能在很低的转速下输出额定功率。 目前已有2kW/6kW?h的飞轮储能系统用于通信设备供电，采用飞轮组（Flywheel Farm Approach）可以实现输出功率为兆瓦级、持续时间为数分钟或者数小时的储能装置。 4 超导磁储能 尽管早在1911年人们就发现了超导现象，但直到20世纪70年代，才有人首次提出将超导磁储能作为一种储能技术应用于电力系统。超导磁储能由于具有快速电磁响应特性和很高的储能效率（充/放电效率超过95%），很快吸引了电力工业和军方的注意。SMES在电力系统中的应用包括：负荷均衡、动态稳定、暂态稳定、电压稳定、频率调整、输电能力提高以及电能质量改善等方面。 SMES单元由一个置于低温环境的超导线圈组成，低温是由包含液氮或者液氦容器的深冷设备提供的。功率变换/调节系统将SMES单元与交流电力系统相连接，并且可以根据电力系统的需要对储能线圈进行充放电。通常使用两种功率变换系统将储能线圈与交流电力系统相连：一种是电流源型变流器；另一种是电压源型变流器。 和其他的储能技术相比，目前SMES仍很昂贵，除了超导体本身的费用外，维持低温所需要的费用也相当可观。然而，如果将SMES线圈与现有的柔性交流输电装置（FACTS）相结合可以降低变流单元的费用，这部分费用一般在整个SMES成本中占最大份额。已有的研究结果表明，对输配电应用而言，微型（<0.1MW?h）和中型（0.1～100MW?h）SMES系统可能更为经济。使用高温超导体可以降储能系统对于低温和制冷条件要求，从而使SMES的成本进一步降低。目前，在世界范围内有许多SMES工程正在进行或者处于研制阶段。