3、FACTS_并联储能系统

并联储能系统、一、并联储能系统、电力系统的发电、输电、配电和耗电要求同时完成，系统总是处于动态平衡状态。 发生瞬时功率失衡会导致系统安全不稳定的问题。 储存系统可以抑制系统中出现的瞬时功率不平衡，发挥能量缓冲平衡的作用，提高系统的安全稳定性。 储能系统容量越大，提高系统安全稳定性的作用越强。 蓄电系统需要工作并与电力网连接，连接由电力电子装置实现。 一、并联储能系统、并联储能系统的作用： P2821 .削山填谷，改善系统日负荷率，提高发电设备利用率，提高电网总体运行效率。 2 .储能系统作为应急备用电源可迅速投入系统，提高供电可靠性。 3 .适当控制的储能系统可以抑制电压异常，提高供电质量。 4 .储能系统与功率转换控制技术相结合，实现电网快速控制，改善电网静态特性和动态特性。 1.1电力系统中的储能方式，应用于电力系统的储能方式： p81蓄电池储能电容器储能超导储能飞轮储能压缩空气储能。 1.2各种贮藏方式的比较小型超导抽水贮藏压缩空气/气电池贮藏飞轮贮藏电容器效率/9060509090贮藏容量低的高校/高校高模块化是否是循环寿命无限数千次千次无限数千次充电时间分钟时间建设时间周年月月环境影响非常大的大规模良好的大发电厂规模大规模可用性少的开发已被广泛证实，二是电池储藏系统batererynergystoragesystems、电池储藏系统逆变器的直流单元采用电容器后，电压源型逆变器只能与系统无效交换，即只能在两个象限运行。 如果电压源型逆变器与系统进行有效交换，逆变器直流单元的电容器电压会随有效功率的吸收和输出而上升和下降，给逆变器的控制带来困难和复杂性，更直接的结果是逆变器不能正常工作。 如果在电压源型逆变器的直流单元中采用存储元件，则存储元件能够存储系统的多馀的有效电力，在系统的有效电力不足时能够输出存储的能量。 采用蓄电元件作为直流单元的逆变器，可在四象限工作。 系统中使用最多的存储元件是电池租赁电池存储系统。 (batteryenergystoragesystems ) p 82、电池存储系统、电池存储系统(BESS )是连接直流电池组和交流电网的电压源型逆变器。 像其他同步装置一样，在电网上的作用是为系统提供无效的支持，能够与系统进行有效的交换。 任何BESS都必须按照一定的控制策略，控制电池组的充放电循环，维持直流电源电压一定。 BESS多用于负荷变化的平衡和旋转能量的积累，具有非常有益的作用效果，最突出的是提高输电稳定性，为系统提供有效的支持。 美国的研究结果显示，在受输电稳定极限限的南加利福尼亚输电线路上，诺诺设置10MW的BESS，亚利桑那州的输送能力提高了数百MW。 电池储能系统、电池储能系统(BESS )的优点： P283BESS的基本原理和模型： P283BESS的控制系统： p85电池储能系统的核心是储能要素。 应用的情况下，根据充放电特性、电池容量以及运转维护等要素，作为储存元件使用的电池有各种类型。电池储存系统-0、一、电池种类：锂电池：锂二次电池、锂锰电池(相机等)镍氢电池：移动电话、手表镍镉电池：移动电话、手表碱锰电池：日常家用铅蓄电池(ValveRegulatedLead ) :在工业上应用广泛， 电池储存系统-1、锂二次电池产品特征：1.锂氯化亚硫酸盐电池的额定电压为3.6V，是当前锂电池系列中电压最高的2 .锂氯化亚硫酸盐电池是实际使用的电池中能量最高的电池(500wh/kg，1000wh/dm3 ) 3 .常温中电流密度放电时，放电曲线极其平坦，在90%的容量范围内工作台不变4 .电池在-40C- 85C的范围内正常工作。 -40C时的容量约为常温容量的50%，显示出极优异的高低温性能5 .年自放电率=1%； 贮存寿命10年以上的主要用途：智能水表、实时钟表、备用存储电源、各种仪器、仪表、设备。 高能用于不同类型的军用电子设备和通信设备(便携式收音机、夜视、导航全球定位装置、数据终端、测距器)、水下武器、声纳、地雷、导弹、雷达等，电池储能系统-2，锂锰电池产品特点：电压高，单独工作电压2.8 v 比能高，c型电池达到270Wh/kg和510Wh/L。 使用温度范围广，可在-40C 70C下运行。 性能稳定，保存期长，低率放电电压稳定，无电压滞后，自放电小。 可以大电流放电。 安全性高，没有公害。 用途：锂锰后电池可应用于相机、摄像机、收音机、微型录像机、计算机的存储电路。 也可应用于民间、军用和通信设备。 电池贮存系统-3、镍氢电池特征：高容量、容量偏差小的低内阻AA:15-20m； AAA :20-25msc :3.5-4.0 m寿命长，寿命500次自放电小，50oC静置7天，自放电不足15%的室温28天，自放电不足20%的大电流充放电，功率电池10C放电，性能达到IEC标准。 耐过充电，充电过程中电池下降。 电池储存系统-4、镍镉电池特征：耐高低温(-40度至55度)。 长寿命(1020 )年，维护少。 广泛应用于直流屏、变电站、内燃机车、AGV车、柴油机起动、发电机起动、发电站、备用电源等领域。 产品有GN、GNZ、GNC系列。 电池储能系统-5、铅蓄电池的发展历史和现状蓄电池是1859年普兰特发明的，至今已有100多年的历史。 铅蓄电池自发明以来，在化学电源中一直占有绝对优势。 这是因为价格便宜，原材料容易获得，在使用上具有充分的可靠性，具有适用于大电流放电和广大的环境温度范围等优点。 到20世纪初，铅蓄电池经过了许多重大改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。 但是，开口式铅蓄电池在充电末期水分解为氢，氧气析出，经常需要加酸加水，维护非常麻烦的主要缺点气体溢出时运送酸雾，腐蚀周围的设备，污染环境，限制电池的应用。 电池贮藏系统6、1912年托马斯爱迪生发表了专利，提出了在单电池的上部空间使用铂线，当电流流过时铂被加热，成为氢、氧化的催化剂，使析出的H2和O2再结合返回电解液。 但该专利未能实现：铂催化剂立即故障气体不是以氢2氧1的化学计量数析出，而是在电池内部产生气体有爆炸的危险。 60年代，美国Gates公司发明了铅钙合金，引起了密闭铅蓄电池的开发热，世界各大电池公司投入大量人力物资进行开发。 1969年，美国实施了月球着陆计划，密闭阀控制铅蓄电池和镍镉电池接通月球用动力电源，最后采用了镍镉电池，但密闭铅蓄电池技术得到了发展。电池贮存系统- 6，1969-1970年，美国EC公司制造了约350，000只小型密闭铅蓄电池，该电池采用玻璃纤维隔膜、贫液式系统，这是最早的商用阀控式铅蓄电池，但其氧复合原理尚未得到认可。 1975年，GatesRutter经过多年的努力和昂贵的成本，获得了d型密封铅干电池的发明专利，成为当今VRLA电池的原型。 1979年，GNB公司在购买Gates公司的专利后，发明了MFX正板电网专利合金，开始了大容量吸液式无密封维护铅蓄电池的宣传和生产。 1984年，VRLA电池在美国和欧洲的应用范围很小。 1987年，随着电信业的迅速发展，VRLA电池在电信部门迅速普及使用。 电池储能系统的工业主流产品铅蓄电池、二、铅蓄电池、二. 1铅蓄电池的发展历史蓄电池是1859年由普朗特(Plante )发明的，至今已有一百多年的历史。 铅蓄电池自发明以来，在化学电源中一直占有绝对优势。 这是因为价格便宜，原材料容易获得，在使用上具有充分的可靠性，具有适用于大电流放电和广大的环境温度范围等优点。 到20世纪初，铅蓄电池经过了许多重大改进，提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。 但是，开口式铅蓄电池在充电末期水分解为氢，氧气析出，经常需要加酸加水，维护非常麻烦的主要缺点气体溢出时运送酸雾，腐蚀周围的设备，污染环境，限制电池的应用。 2.1铅蓄电池的发展历史，1912年托马斯爱迪生发表了专利，提出在单电池的上部空间使用铂线，当电流流过时铂被加热成为氢、氧化的催化剂，使析出的H2和O2再结合回到电解液中。 但该专利未能实现：铂催化剂立即故障气体不是以氢2氧1的化学计量数析出，而是在电池内部产生气体有爆炸的危险。 60年代，美国Gates公司发明了铅钙合金，引起了密闭铅蓄电池的开发热，世界各大电池公司投入大量人力物资进行开发。 1969年，美国实施了月球着陆计划，密闭阀控制铅蓄电池和镍镉电池接通月球用动力电源，最后采用了镍镉电池，但密闭铅蓄电池技术得到了发展。 2.1铅蓄电池的发展历史，1969年至1970年，美国EC公司制造了约350，000只小型密闭铅蓄电池。 该电池采用玻璃纤维棉隔膜、贫液式系统，这是最早的商用阀控式铅蓄电池，但其氧复合原理尚未认识到。 1975年，GatesRutter经过多年的努力和昂贵的成本，获得了d型密封铅干电池的发明专利，成为当今VRLA电池的原型。 1979年，GNB公司在购买Gates公司的专利后，发明了MFX正板电网专利合金，开始了大容量吸液式无密封维护铅蓄电池的宣传和生产。 1984年，VRLA电池在美国和欧洲的应用范围很小。 1987年，随着电信业的迅速发展，VRLA电池在电信部门迅速普及使用。 2.2铅蓄电池的定义，阀门控制式铅蓄电池的定义，阀门控制式铅蓄电池的英文名称为valveregulatedleadbattery (简称VRLA电池)，基本特征是使用期间不加酸加水维护，电池为密封结构，不漏酸。 不排出酸雾，在电池盖上设置单向排气阀(也称为安全阀)，该阀在电池内部的气体量超过一定值(通常用气压值表示)时，即电池内部的气压上升到一定值时，排气阀自动打开排气，然后自动关闭阀2.3铅蓄电池的分类、阀控式铅蓄电池的分类阀控式铅蓄电池分为AGM和GEL (胶体)电池2种，AGM采用吸附式玻璃纤维棉(AbsorbedGlassMat )作为隔板，电解液吸附在极板和隔板上，进行贫电液设计，电池内流动的电解液电池无论是纵置还是横置都能工作的凝胶(GEL)SiO2作为凝固剂，电解液吸附在极板和凝胶中，一般起直立作用。 现在的文献和会议讨论的VRLA电池，除非另有说明，否则是指AGM电池。 2.4阀控式铅蓄电池的原理、阀控式铅蓄电池的电化学反应原理阀控式铅蓄电池的电化学反应原理是充电时将电能转换成化学能储存在电池内，放电时将化学能转换成电能供给外部系统。 其充电和放电过程是通过电化学反应完成的。 充电中发生水分解反应，正极充电到70%时氧气开始析出，负极充电到90%时氢气开始析出，由于氢气的析出，反应中产生的气体不能再复合时电池会缺水。 早期的传统铅蓄电池，由于氢氧的析出和从电池内部脱出，气体无法再复合，常常是加酸加水维护的重要原因。 阀控式铅酸蓄电池既能在电池内部重复利用氧气，又能抑制氢气的析出，克服了传统铅酸蓄电池的主要缺点。 2.4阀控式铅蓄电池的原理，2.4.1阀控式铅蓄电池的氧循环原理，阀控式铅蓄电池采用负极活性物质过剩设计，AG和GEL电解液吸附系统，正极充电后期产生的氧通过AGM和GEL的间隙扩散到负极， 与负极海绵状铅反应变成水，负极变成去极化状态或充电不足状态，无法析出氢，因此负极不会因充电而析出氢，电池的水量少，因此在使用期间无需加入酸进行加水维护。 2.4.1阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理，在阀控式铅酸蓄电池中，负极起着双重作用。 即，在充电末期或过充电时，极板中的海绵状铅与正极产生的O2反应而被氧化成一氧化铅，另一方面，极板中的硫酸铅接受从外部电路送来的电子而发生还原反应，从硫酸铅发生海绵状铅反应。 为了在电池内部使氧的复合反应成为可能，需要使氧从正极向负极扩散。 氧的移动过程越容易确立氧循环。 2.4.1阀控式铅蓄电池的氧循环原理是，在阀控式蓄电池内部，氧溶解在电解液中的方式，即通过在液相中的扩散到达负极表面的方式和第二种以气相的形式扩散到负极表面。 在以往的富液式电池中，氧的输送依赖于氧溶解在正极区H2S04溶液中，在液相下向负极扩散。 氧呈气相在电极间通过直接开放的通路移动时，氧的移动速度比只在液相中扩散的大得多。 2.4.1阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理，充电末期从正极析出氧，正极附近有微小的过电压，负极结合氧，产生微小的真空，正、负之间的压差使气相氧通过电极间的气体通道向负极移动。 阀控式铅酸蓄电池的设计提供了这样的通道，使阀控式电池在充足要求的电压范围内工作，不会失水。 2.4.1阀控式铅酸蓄电池的氧循环原理是，相对于氧循环反应效率，AGM电池具有良好的密封反应效率，在贫液状态下氧复合效率能达到99%以上的胶体电池的氧复合效率相对较小，在干裂状态下达到70-90%的富液式电池几乎没有氧复合反应2.5阀控式铅蓄电池的性能参数，一是开路电压和工作电压：1.1开路电压：开路状态下电池的端子电压称为开路电压。 电池开路电压等于电池正极的电极电位与负极的电极电位之差。1.2工作电压：工作电压是指在电池接通负载后，放电中显示的电压，也称为放电电压。 电池放电的初期工作电压称为初期电压。 电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电压的存在，电池的工作电压低于开路电压。 2.5阀控式铅蓄电池的性能参数，二、容量：电池在一定的放电条件下给出的电量称为电池的容量，用符号c表示。 通常的单位是安培时间，简