儲(chǔ)能的主要目的是為了緩解能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性，以及減少對(duì)化石燃料的依賴，從而實(shí)現(xiàn)清潔能源的可持續(xù)發(fā)展。儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)能用于平抑功率波動(dòng)。風(fēng)電、光伏等分布式可再生電源出力的波動(dòng)性將引起配電網(wǎng)功率的波動(dòng),利用儲(chǔ)能系統(tǒng)快速充放電特性,減小可再生能源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的沖擊,增強(qiáng)配電網(wǎng)的可控性。

 

(2) 儲(chǔ)能用于負(fù)荷削峰填谷。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的時(shí)空轉(zhuǎn)移,延遲配電設(shè)備容量升級(jí)。基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷實(shí)時(shí)優(yōu)化,提出了一種基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的實(shí)時(shí)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(duì)儲(chǔ)能進(jìn)行控制,并就儲(chǔ)能削峰填谷優(yōu)化模型進(jìn)行了研究,針對(duì)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(jiǎn)化計(jì)算方法。儲(chǔ)能在負(fù)荷削峰填谷領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，國(guó)內(nèi)用戶側(cè)鋰電池儲(chǔ)能電站目前已建成投運(yùn),參與用電側(cè)的峰谷調(diào)節(jié),嘗試峰谷套利,可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)側(cè)削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓和孤島運(yùn)行等多種應(yīng)用功能。

 

(3) 儲(chǔ)能用于改善電能質(zhì)量。將儲(chǔ)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(dá)到穩(wěn)定配電網(wǎng)公共連接點(diǎn)處的電壓,并抑制其負(fù)載波動(dòng)的目的,從而改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量。以超級(jí)電容作為電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器,分析了其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用非隔離型雙向DC/DC變換實(shí)現(xiàn)直流電壓的轉(zhuǎn)換,應(yīng)用電壓源型變換器實(shí)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(duì)稱和閃變對(duì)負(fù)載的影響,在不對(duì)稱負(fù)載時(shí)抑制負(fù)載的負(fù)序電流對(duì)電源的影響。

 

(4) 儲(chǔ)能用于提升分布式電源匯聚能力。美、日、意等國(guó)利用儲(chǔ)能控制變電站與上級(jí)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(duì)大量?jī)?chǔ)能單元的統(tǒng)一管理和控制,形成大規(guī)模的儲(chǔ)能能力,但未充分體現(xiàn)雙向互動(dòng)能力。例如：集中充電站可同時(shí)為多輛電動(dòng)汽車電池充電,能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷低谷存儲(chǔ)電能,負(fù)荷高峰或緊急情況下向電網(wǎng)反饋電能,調(diào)節(jié)峰谷負(fù)荷。

 

電力系統(tǒng)需求多樣,應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,為滿足不同工況需求,儲(chǔ)能選型應(yīng)結(jié)合本體的技術(shù)特點(diǎn)。按照放電時(shí)間長(zhǎng)短,儲(chǔ)能可分為功率型和能量型,針對(duì)不同工況儲(chǔ)能選型的分類。

 

儲(chǔ)能技術(shù)利用情況

 

目前,儲(chǔ)能技術(shù)正朝著轉(zhuǎn)換高效化、能量高、密度高和應(yīng)用低成本化方向發(fā)展。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的研究和應(yīng)用日漸成熟,儲(chǔ)能在電力調(diào)峰、電壓補(bǔ)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(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言,儲(chǔ)能技術(shù)的基本特征體現(xiàn)在功率等級(jí)及其作用時(shí)間上。儲(chǔ)能的作用時(shí)間是能量存儲(chǔ)技術(shù)價(jià)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(biāo)志。儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用將使現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時(shí)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(chǔ)能技術(shù)體現(xiàn)出以下幾方面的應(yīng)用趨勢(shì):

 

(1) 將儲(chǔ)能特性與可再生電源自身調(diào)節(jié)特性相結(jié)合。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向功率特性和靈活調(diào)節(jié)能力,提升風(fēng)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(yùn)行能力。

 

(2) 儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用功能由單一發(fā)展為多元。儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景豐富,作用時(shí)間覆蓋秒級(jí)到小時(shí)級(jí),由單一時(shí)間尺度向多時(shí)間尺度過渡,緊湊型、模塊化和響應(yīng)快是儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展方向,以充分發(fā)揮儲(chǔ)能功效,提高儲(chǔ)能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

 

(3) 充分發(fā)揮分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng),儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)在電動(dòng)汽車V2G運(yùn)行模式已得到初步顯現(xiàn)。隨著電動(dòng)汽車的普及和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,其匯聚效應(yīng)在促進(jìn)可再生能源接入、用戶互動(dòng)等方面的優(yōu)勢(shì)將逐步凸顯。

 

(4) 在多能互補(bǔ)和綜合利用中,儲(chǔ)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(yīng)用和終端用戶的雙向互動(dòng),儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、集成制造和市場(chǎng)應(yīng)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(chǔ)能技術(shù)為承載核心的多能互補(bǔ)、雙向互動(dòng)將展現(xiàn)第三次工業(yè)革命的發(fā)展愿景。