储能系统在电力系统中的应用

储能系统在电力系统中的应用摘要：随着储能技术的发展与应用，使得储能系统被广泛的应用在电力系统中，储能系统的应用，是利用储能技术以及装置等，将能量储存起来，当电力系统运行所需要的能量不足时，再由储能系统释放出来，进而调节电力系统能量供求问题，本文笔者对储能系统在电力系统中的具体应用，做了简单的论述。关键词：储能系统；电力系统；具体应用储能系统应用在电力系统中，主要应用在发电、输配电、供电、用电环节中。当新的能源被接入到智能电网中时，储能系统的作用得以充分的发挥，其不仅可以接纳新能源，确保电力系统运行的可靠性，同时还可以提高电网的安全性与稳定性，并且能够提高电网交互能力，促进能源的利用效果，推动电网储能的发展。一、 储能技术应用现状首先，发展较为成熟的储能技术。储能系统已经是智能电网系统中的主要组成部分，发展较为成熟的，并且应用较为广泛的是储能技术是铅酸电池与抽水储能，其中铅酸电池是常用的可充电式电池，其劣势是有容量限制，主要被应用在用户级与配电级，而抽水储能则被用于电力系统中，用来调峰填谷。其次，发展较快的储能技术。飞轮储能发展的速度较快，主要应用于时间与容量储能，应用于中长时间储能场合。除此之外钠硫电池与压缩空气储能、超导储能等发展的速度较快，且较为成熟，其中压缩储能主要是用来处理电力峰谷问题，其原理与抽水储能大致相同。最后，用于新能源发电系统中的储能技术。电磁储能是新能源发电系统中常用的能源，具有高转换效率与响应速度等优势，常应用在光伏发电系统与风里发电系统中，并取得了较好的应用效果，该种储能技术应用的成本较低，且效率较高。二、 电网接入储能系统实现能量变换的技术基础（一） 交流变流技术储能系统是由储能装置与电网接入系统组成，其中电网接入系统是由电力电子器件组成的，储能装置主要是用来储存能量、释放能量、快速功率交换，当电力系统接入储能系统后，可以实现充放电控制功能、交直流变换功能、调节与控制功率功能、检测并监控运行参数功能、安全防护功能。储能技术在电力系统中应用，要应用电力电子技术实现变流，变流电路主要分为整流与逆变电路，其中整流电路是用来把交流电转化为直流电的，被广泛的应用在电力系统储能中，逆变电流可以将直流电转化成交流电没，应用在储能系统中，需要使用双向逆变器，来完成充电与放电。（二） 直流变流技术电力储能系统中，直流变流技术的应用是必不可少的，譬如：在电容储能与蓄电池储能为例，该混合储能单元在建立时，接入微网模型需要注意双向的DC/DC变化器，其开关频率要远远大于微网变化的速率，因此认为混合储能单元直流母线的功率是恒定不变的。除此之外超级电容器容量大，且具备电容特性，时间常数大、充放电的周期较长，在双向变化器开关周期内，超级电容器端电压是恒定不变的，因此将其与理想电压源（1个）等效，并且和1个等效内阻串联在一起。因为在混合储能单元中，能量管理的关键是双向变换器，在选用的过程中，要选择体积小、效率高、功率器件少的双向变换器。在BBBC建模中，可以采取Buck与Boost独立建模方式，同时也可以采取统一的建模方式。图1为混合储能系统等效图（超级电容器和蓄电池储能）。图1混合储能系统等效图三、储能系统在分布式发电系统中的应用（一） 应用在分布式发电系统中电力系统中分布式发电系统是实现节能减排的主要措施，该系统建设与运行，以实现资源能源最大化利用为目标，属于新型能源系统，该系统可以取得良好的环境效益，并且可以为近距离用户提供绿色环保电力。分布式系统中使用的电源是用户现场或者靠近用电现场，配置较小的发电机组，能够满足用户对电能质量的要求，同时还可以是提高配电网运行的经济效益。发电机组可以是混合装置，也可以是可再生能源发电系统，包括风能发电系统、太阳能发电系统、生物质发电系统等。就其并网运行角度来看，主要包括电池、超级电容与飞轮储能、SMES等设备。将储能系统应用在分布式发电系统中，需要注意风能与太阳能等分布式发电系统，其发出的电能波动性较大，并且随机性较强，在电网系统运行中，可能会影响电网运行，影响电力系统的稳定性，为了防止出现系统扰动情况，进而确保发电或者负荷平衡，需要系统具备储存大容量能量与功率能力，并且具备较快的响应速度。（二） 实际应用案例1、 工程概述某电力工程设计并建设了独立供电系统，以此解决附近具有居民用水用电问题，并且为了提高可再生能源的利用效率。该工程总装机容量为510kW，另外还包括310kW可再生装机容量，其中主要包括7台风力发电机组（30kW/台）、光伏发电系统（100kW/台）、柴油发电机（200kW/台）、储能蓄电池（2000Ah）以及海水淡化系统，其最大负荷为200kW左右。2、 储能系统基于投资限制，在优化设计系统时，储能系统不能高于1MW?h，即200kWx5h，在选择储能系统时，主要从技术角度、经济角度、安全角度、成熟度方面考虑，储能技术主要包括机械储能、电磁场储能、化学储能。其中机械储能中的压缩空气储能与抽水储能等，不能应用于兆瓦级以下储能系统中，加之建设地的地形条件制约，因此不适合应用于该工程。其中电磁场储能能量密度低，因此不适合应用于此工程。最终基于建设成本与实际应用条件，选择使用铅酸蓄电池与磷酸锂电池。3、 运行参数的选择为了减少柴油发电机工作时间，当蓄电池进入浮充状态时，关闭发电机切换电压，将PCS切换至V/f，以此控制主电源，当系统作为主电源运行时，开启柴油发电机，并且切换至PCS控制模式，给蓄电池充电，当柴油发电机发挥主电源作用时，将储能系统V/f模式切换至两阶段充电模式。当储能系统是主电源时，需要关闭柴油发电机，由储能系统来平衡负荷个与出力差值。在系统运行控制中，铅酸蓄电池组的过充过放保护电压限值，设置为Vover-charge与Vove-discharge，系统运行过程中，当电压与保护电压值相比，过大或者过小时，储能系统会立即死机，防止给蓄电池造成破坏。储能系统运行的范围设置成55%-90%SOC，其运行的范围与蓄电池电压切换值相对应。4、 应用效果该系统投入使用1年后，系统设备运行正常，并且系统性能可以达到设计的要求，在运行使用中能源电量渗透率达到55%，其中下半年系统运行中，柴油消耗量减少了65%，柴油发电机运行的时间缩短了55%,上半年柴油消耗量减少了42%,柴油发电机运行时间缩短了40%。结语：综上所述，由于能源资源不断减少，使得各国都在积极的开发新能源，并且将新能源应用在各个领域中，电力系统消耗的能源较多，加之燃料电池储能装置不能满足电力系统运行的要求，而储能技术的发展，提高了电力系统对新能源利用的效果，极具推广应用价值。参考文献：国家电网公司"电网新技术前景研究"项目咨询组,王松岑，来小康,程时杰.大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J].电力系统自动化,2013（01）.赵波,张雪松，李鹏，汪科，