PDF《利用储能系统提升电网电能质量研究综述》

1 3] . 因此, 充分利用储能系统的本体和变流器资源, 对有功/无功共同作用的电网电能质量问题有着更 好的调节效果, 可显著降低新能源电站、 电网和用户 的重复投资, 具有良好的经济性.本文首先概述了 储能的典型应用场景, 分析了其提升电网电能质量 的可行性;

分别评述了储能系统解决电网稳态和动 态电能质量问题的研究现状及技术发展方向;

提出 了一种新型串并联并网结构的混合储能系统, 在实 现与电网能量交互的同时, 可有效解决综合电能质 量问题.结合典型示范工程, 对商业机制和需进一 步深入研究的技术问题进行了讨论.

5 1 第4 3卷第8期2019年4月2 5日Vol.43N o . 8A p r .

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2 1 储能技术应用概述 较高的发电成本一直是制约储能发展的重要因 素.美国国家能源部可再生能源实验室( N R E L) 发 布的储能系统综合发电成本预测数据如图1所示. 预计到2

0 2 0年, 锂离子电池储能综合发电成本将下 降到0. 3元/ ( kW・h ) , 完全具备规模化商业运营条 件.根据不同的出力特性, 储能可以分为能量型和 功率型两大类.以铅酸电池、 锂离子电池等为代表 的能量型储能装置能量密度大、 循环寿命较短, 适用 于平抑高能量、 低频率的功率波动.以超级电容器、 飞轮等为代表的功率型储能装置功率密度大、 响应 时间极短、 循环寿命长, 适用于平抑低能量、 高频率 的功率波动[

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1 5 ] . 图1 储能柔性综合发电成本预测 F i g .

1 C o s t f o r e c a s t i n gf o rc o m p r e h e n s i v ep o w e r g e n e r a t i o no f e n e r g ys t o r a g e s y s t e m s 储能在电源侧、 电网侧、 用户侧的典型应用场景 如下所示: 在电源侧, 主要用于辅助火电深度调峰和 自动发电控制( AG C) 调频、 平滑新能源出力波动、 跟踪新能源电站发电曲线;

在电网侧, 主要用于参与 系统调峰、 调频、 调压, 提升新能源消纳能力, 延缓电 网升级改造投资, 优化电网潮流分布, 提供紧急功率 支撑;

在用户侧, 主要用于峰谷电价差套利运行、 提 升用电可靠性、 满足多样化供电需求、 支撑微网离网 运行. 在电源侧, 随着大规模可再生能源的高渗透接 入, 其出力的波动性大大增加 了电网的调峰难度. 储能系统辅助传统机组深度调峰, 无须再采用 投油 等昂贵技术手段.储能参与机组 AG C 运行, 提 高了调频响应速度和调节精度.调频和调峰辅助服 务收益缩短了储能投资回收期, 已初步呈现出较好 的投资回报前景.大型风电/光伏电站出力的随机 性, 给电网的机组组合和实时调控带来了挑战, 除上 述支撑传统机组的调峰、 调频外, 新能源电站同步配 置储能, 形成与风电/光伏电站的协调控制和联合运 行也已成为当前共识[

1 6 ] .张北国家风光储输示范 工程以 电网友好型 新能源发电为目标, 是目前世 界上规模最大的可再生能源综合示范工程. 在电网侧, 储能可以增加电网的柔性, 将电能的 传输与分配从时空中分隔.与电源侧类似, 电网侧 储能同样可参与调峰、 调频运行.此外, 电网侧配置 储能装置可优化电网潮流分布, 实现网络负载均衡, 减少或延缓电网基础建设投入.2

0 1 8年7月, 江苏 镇江投运的国内最大的电网侧储能电站群(101MW /