PDF《液态金属电池储能系统在光氢耦合微电网中的优化配置》

9 ] .如果分布式电源的 发电量可以用于工业生产, 则微电网的总成本中应 减去该产品的收益[

1 0 ] .然而, 上述文献中的方法只 针对单一种类的储能系统, 没有考虑氢储能装置对 电池储能装置最优容量的影响, 因此无法解决综合 储能系统中储能电池的容量优化问题. 本文中液态金属电池储能系统的配置方式是与

4 6 第4 2卷第4期2018年2月2 5日Vol.42N o . 4F e b .

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4 h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m 氢储能装置共同构成综合储能系统.首先, 以经济 性最优为原则, 为该综合储能系统设计一套调度方 案;

然后, 利用实际气象数据仿真计算出微电网每日 的调度计划, 根据一段时间内的调度计划, 可以计算 出液态金属电池储能系统的多项性能评价指标;

最后, 利用这些指标建立综合评价模型, 分别计算不同 容量的液态金属电池储能系统的性能得分, 从而确 定最优储能容量.

1 光氢耦合微电网的结构与性能 光氢耦合微电网的结构如图

1 所示[

1 1 ] .该微 电网中包含电能链和氢能链两条能量转化线路.在 电能链中, 由光伏发电系统为微电网内的用电负荷 提供电能.由于光伏发电功率的波动率较大, 所以 需要使用综合储能系统来平抑其输出功率的波动, 将低质量和富余的电能输送给电解槽或存储在液态 金属电池中.同时, 该微电网还与主电网相连, 可以 进行电能交换.在氢能链中, 首先由电解槽将电能 转化为氢能, 再根据需求利用氢氧燃料电池将氢能 转化为电能, 多余的氢气存储在高压储氢罐中.高 纯度的氢气除了可以用于储能, 还可以作为工业生 产原料出售, 是微电网的主要经济来源之一. 图1 光氢耦合微电网结构 F i g .

1 S t r u c t u r eo fp h o t o v o l t a i ca n dh y d r o g e n c o u p l e dm i c r o g r i d 表1对微电网中两种储能装置的性能进行了对 比[

1 2 ] .与氢储能系统相比, 液态金属电池具有响应 速度快、 循环寿命长、 能量效率高等优点, 可以迅速 响应微电源与负荷的功率变化, 保证系统的稳定性. 此外, 直接售卖氢气的收益远大于将氢能转化为电 能的收益, 所以应尽量减少燃 料电池的使用频率. 综上所述, 为了提高系统的利润和效率, 应使液态金 属电池储能系统的充放电优先级高于氢储能系统的 优先级.但是, 氢储能系统的可用容量远大于液态 金属电池的容量, 所以当系统出现大规模的功率盈 余或功率缺额时, 必须使用氢储能装置来平抑功率 波动. 表1 两种储能形式的性能对比 T a b l e1 P e r f o r m a n c ec o m p a r i s o no f t w o k i n d so f e n e r g y s t o r a g e s y s t e m 装置 能量 效率/% 响应 时间 储能 容量 预期 寿命 液态金属电 池储能系统

7 5 秒级 1kW?h ~

1 0 MW?h

70 0 0次循环 氢储能系统

4 0~5

0 分钟级 1~1

0 0GW?h

50 0 0~

1 00

0 0h

2 综合储能系统的调度方案 2.

1 调度方案的设计流程 本文所研究的光氢耦合微电网一般运行在并网 模式, 当微电网内部或外部发生严重故障时转为孤 岛模式.本文只研究微电网并网运行时综合储能系 统的 调度方案. 国家标准中规定, 装机容量为10MW 以上的光伏发电站应具有0~7 2h短期光 伏发电功率预测功能[