試析微電網(wǎng)儲能電源的選擇和應(yīng)用

1、    試析微電網(wǎng)儲能電源的選擇和應(yīng)用    王輝摘要：大容量儲能技術(shù)在微電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠有效打破電力供需實施平衡的限制問題，在促進(jìn)大容量儲能技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的過程當(dāng)中，微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以得到有效的提升，電能質(zhì)量與水平能夠得到合理的改善，且對于降低晝夜峰谷差，促進(jìn)新能源大規(guī)模介入電網(wǎng)而言均有至關(guān)重要的意義。由此可見，在未來電網(wǎng)的發(fā)展中，儲能電源的應(yīng)用價值是相當(dāng)突出的。本文以微電網(wǎng)中的儲能電源作為研究對象，對儲能電源在選擇與應(yīng)用方面的關(guān)鍵問題站展開系統(tǒng)分析與研究，希望能夠引起各方人員的高度關(guān)注與重視。關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；儲能電源；選擇；應(yīng)用微電網(wǎng)作

2、為一種解決新能源接入的關(guān)鍵手段，主要是指從系統(tǒng)性角度入手，將包括發(fā)電機(jī)，儲能裝置，負(fù)荷，以及控制裝置在內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備相互結(jié)合，形成一個單一單元（具有可控性的特點(diǎn)），同時面向終端用戶進(jìn)行熱能與電能的供應(yīng)工作。結(jié)合實踐工作經(jīng)驗來看，認(rèn)為在電源供應(yīng)的過程當(dāng)中，總供給功率以及負(fù)荷無法實現(xiàn)動態(tài)的供需平衡關(guān)系，因此就需要通過引入儲能裝置的方式，對系統(tǒng)能量方面存在的不足進(jìn)行補(bǔ)充，或?qū)Χ嘤嗄芰窟M(jìn)行釋放。在并網(wǎng)、離網(wǎng)等運(yùn)行模式下，通過對儲能設(shè)備的合理應(yīng)用，能夠使系統(tǒng)運(yùn)行電壓更加的穩(wěn)定，確保頻率可自動調(diào)整至安全可靠的運(yùn)行的狀態(tài)下。從這一角度上來說，在微電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)中，引入儲能裝置是非常必要且必須的。通過該技術(shù)措施的

3、實施，除了能夠使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠以外，還能夠使電能質(zhì)量得到合理的改善，并及時解決在電能供需失衡方面存在的問題。本文即圍繞該問題展開系統(tǒng)分析與探討。一、微電網(wǎng)儲能電源的選擇分析在物理儲能方式中，典型代表有兩種表現(xiàn)形式：一是抽水蓄能儲能，二是壓縮空氣儲能。以上兩種儲能技術(shù)具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，循環(huán)壽命較長，運(yùn)行規(guī)模較大，且運(yùn)行費(fèi)用低廉。但，在將其推廣至微電網(wǎng)系統(tǒng)使用的過程中，會在不同程度上受到外部條件的影響與限制，對于地理條件以及場地條件有比較嚴(yán)格的要求，因而導(dǎo)致以上兩類物理儲能技術(shù)的建設(shè)存在比較大的局限性。且，上述兩種儲能方案下需要一次性投入費(fèi)用較高，動作響應(yīng)速度慢，在微電網(wǎng)正常運(yùn)行實時控

4、制以及并網(wǎng)、離網(wǎng)轉(zhuǎn)換的運(yùn)行背景之下，無法與之動態(tài)需求相契合，因而當(dāng)前多不建議采用。在電磁儲能方式中，面向電力系統(tǒng)調(diào)峰目標(biāo)的大規(guī)模超導(dǎo)蓄能裝置，電磁力約束技術(shù)，以及制冷技術(shù)至今還未形成一套比較成熟的發(fā)展理念，因此在將其作用于工業(yè)化領(lǐng)域的過程當(dāng)中還不具有大規(guī)模推廣的實踐價值。在動力電池儲能方式中，針對當(dāng)前廣泛使用的鉛酸蓄電池而言，其還存在一定的局限性，如循環(huán)使用壽命較短，且不支持深度放電功能，放電功率在很大程度上會受到該裝置容量大小的影響，并且后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用開支較大。若不對此類儲能裝置進(jìn)行技術(shù)層面的改進(jìn)，很難將其作用于未來的儲能設(shè)備大容量發(fā)展工作中。有關(guān)人員提出：未來微電網(wǎng)儲能電源研究領(lǐng)域中，可

5、以嘗試將鉛酸蓄電池、鋰電池、以及超級電容作為主要發(fā)展方向。為此對其特性進(jìn)行對比：首先，從充放電方法上來說，超級電容為恒流限壓，鋰電池為恒流限壓，超級電容為恒流；其次，從安全性上來說，超級電容有存在斷路的可能性，鋰電池有一定發(fā)生爆炸的可能性，鉛酸蓄電池技術(shù)穩(wěn)定；再次，從環(huán)保性上來說，超級電容具有綠色環(huán)保優(yōu)勢，鋰電池綠色環(huán)保，不含有毒有害物質(zhì)，鉛酸蓄電池有一定鉛污染；再次，從電池原理上來說，超級電容為電化學(xué)過程，鋰電池為離子遷移過程，鉛酸蓄電池為氧化還原過程；最后，從最大放電電流上來說，超級電容為1000a，鋰電池為10a，鉛酸蓄電池為200a。二、微電網(wǎng)儲能電源的應(yīng)用分析研究顯示：對于建立在可再

6、生能源基礎(chǔ)之上的分布式發(fā)電系統(tǒng)而言，在其中通過增設(shè)儲能裝置的方式，除了能夠?qū)δ茉蠢寐始右院侠硖嵘酝?，還能夠有效控制分布式發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行期間的環(huán)境污染問題，促進(jìn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性水平的提升。除此以外，儲能裝置作用下，能夠使分布式發(fā)電系統(tǒng)按照制定規(guī)劃完成發(fā)電任務(wù)，在并網(wǎng)運(yùn)行條件下，達(dá)到改善其動作可靠性以及調(diào)度靈活性的目的。對于超級電容器而言，其最大的性能特點(diǎn)是：在額定電壓范圍內(nèi)，能夠被充電并達(dá)到任意電位標(biāo)準(zhǔn)，且能夠完全放出充電電位。而對于蓄電池而言，在充電過程當(dāng)中，受到自身化學(xué)反應(yīng)的限制影響，導(dǎo)致其可充電的電壓范圍較窄，且過充過放都會對蓄電池造成永久性的破壞。同時，對于蓄電池額依然，受到高功率脈沖因素的

7、影響，其使用壽命會有明顯的降低趨勢。但，在體積一致的條件下，蓄電池與超級電容器對比，其所能夠儲存的能量明顯更高。超級電容器可以快速充電并且支持?jǐn)?shù)十萬次以上的反復(fù)循環(huán)，其循環(huán)使用壽命上的優(yōu)勢明顯高于蓄電池。但，其也存在容量、價格等方面的缺陷，故對其應(yīng)用產(chǎn)生了不良影響，無法與當(dāng)前大規(guī)模的儲能要求相適應(yīng)。結(jié)合以上分析認(rèn)為：可充分利用蓄電池在儲存能力上的優(yōu)勢以及超級電容器在功率特性上的優(yōu)勢，將兩者結(jié)合，混合應(yīng)用，從而達(dá)到優(yōu)化微電網(wǎng)儲能電源儲能質(zhì)量的目的。三、結(jié)束語根據(jù)本文對微電網(wǎng)中儲能電源選擇與應(yīng)用問題的分析，得出以下三個方面的結(jié)論：（1）對于現(xiàn)階段微電網(wǎng)工程實踐中常用的鉛酸蓄電池而言，其具有比較成熟的技術(shù)經(jīng)驗，可通過技術(shù)改進(jìn)的方式，將其與磷酸鐵鋰電池以及超級電容器相互結(jié)合，成為微電網(wǎng)儲能領(lǐng)域的主要發(fā)展方向，將其與分布式發(fā)電技術(shù)結(jié)合，促進(jìn)能源利用率的改善與提升；（2）對于鋰離子電池而言，其產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，有安全性，經(jīng)濟(jì)性，以及能量轉(zhuǎn)換效率方面的優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用條件比較成熟，可將其作為未來