淺(qian)談儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用

淺(qian)談儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用

安(an)科(ke)瑞電氣(qi)股份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司 上海(hai)嘉定(ding) 201801

摘要(yao)：電力是現(xian)代(dai)社(she)會*重要(yao)的能源(yuan)之(zhi)壹，電力系統的安(an)全、穩(wen)定(ding)和可(ke)靠運(yun)行(xing)對(dui)於保障(zhang)*家(jia)經濟(ji)發(fa)展(zhan)和(he)人(ren)民(min)生(sheng)活至(zhi)關(guan)重要(yao)。儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用是當前(qian)電力行(xing)業(ye)中的熱(re)門話(hua)題(ti)。隨著(zhe)全球能源(yuan)需求的增(zeng)長和可(ke)再(zai)生能源(yuan)的快速(su)發(fa)展(zhan)，儲(chu)能技術(shu)成為(wei)解(jie)決電力供(gong)需平(ping)衡(heng)、提(ti)高電力系統調度能力與(yu)供(gong)電可(ke)靠性(xing)的重要(yao)手段(duan)。本(ben)文主要(yao)研(yan)究(jiu)儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用。

關(guan)鍵(jian)詞：儲(chu)能技術(shu)；電力系統；應用

0引言(yan)

傳統電力系統的主要(yao)特點(dian)是供(gong)需平(ping)衡(heng)，即(ji)電力的(de)供(gong)應和(he)需(xu)求達到(dao)平(ping)衡(heng)，以(yi)確(que)保(bao)系統的穩(wen)定(ding)運行(xing)。然(ran)而(er)，新能源(yuan)技術(shu)的(de)快速(su)發(fa)展(zhan)，特別(bie)是風能、光能等非(fei)穩(wen)定(ding)性(xing)能源(yuan)的大規模(mo)接(jie)入，使得電力系統的供(gong)需平(ping)衡(heng)變得越來(lai)越困(kun)難。此(ci)外，電力系統的負(fu)荷也呈現(xian)出(chu)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)趨(qu)勢，為(wei)了(le)滿足(zu)負(fu)荷需(xu)求，電力系統需要(yao)不斷擴容升級，但(dan)高成本和(he)對(dui)環(huan)境的影(ying)響成為(wei)了(le)制約(yue)因(yin)素(su)。儲(chu)能技術(shu)的(de)出(chu)現(xian)為(wei)電力系統的發(fa)展帶來(lai)了新的(de)希望。儲(chu)能技術(shu)可(ke)以將(jiang)電能儲(chu)存起來(lai)，用於平(ping)衡(heng)電力系統的供(gong)需矛盾、應對(dui)負荷(he)峰(feng)值(zhi)和電網(wang)故障(zhang)等問(wen)題，提(ti)高電力系統的可(ke)靠性(xing)和經濟(ji)性(xing)，降低(di)系統的供(gong)電成本和(he)排(pai)放。隨著(zhe)儲(chu)能技術(shu)的(de)不斷發展(zhan)，電力系統的負(fu)荷可(ke)以更加精(jing)細地調度和管(guan)理(li)，電網(wang)規模(mo)可(ke)以更加靈活地擴大(da)或(huo)縮小(xiao)，電網(wang)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和可(ke)靠性(xing)可(ke)以得到(dao)有(you)效保障。

1儲(chu)能技術(shu)的(de)主要(yao)類型

1.1機(ji)械(xie)儲(chu)能技術(shu)

機(ji)械(xie)儲(chu)能技術(shu)是將(jiang)能量轉(zhuan)化(hua)為(wei)機(ji)械(xie)形(xing)式並(bing)儲(chu)存起來(lai)的技術(shu)。常(chang)見的機(ji)械(xie)儲(chu)能技術(shu)有(you)：抽水儲(chu)能、壓縮空(kong)氣儲(chu)能和飛(fei)輪(lun)儲(chu)能等。

1.1.1抽(chou)水儲(chu)能

抽水蓄(xu)能是壹種常(chang)見的(de)機(ji)械(xie)儲(chu)能技術(shu)，它(ta)可(ke)以將(jiang)能量以(yi)勢能的形(xing)式儲(chu)存起來(lai)，當需(xu)要(yao)利用能源(yuan)時(shi)，勢能被轉(zhuan)換成電能。抽水蓄(xu)能技術(shu)主要(yao)通(tong)過在(zai)低(di)水位(wei)蓄(xu)水池(chi)和(he)高水位(wei)蓄(xu)水池(chi)之(zhi)間(jian)建(jian)造(zao)水泵(beng)和(he)水輪(lun)機(ji)來(lai)實現(xian)。在(zai)低(di)電負(fu)荷(he)時(shi)，水泵(beng)將(jiang)水從(cong)低(di)水位(wei)蓄(xu)水池(chi)抽(chou)升到(dao)高水位(wei)蓄(xu)水池(chi)，儲(chu)存能量；在(zai)高電負(fu)荷(he)時(shi)，水輪(lun)機(ji)將(jiang)高水位(wei)蓄(xu)水池(chi)的(de)水放(fang)下(xia)來(lai)，通(tong)過水輪(lun)機(ji)發(fa)電機(ji)將(jiang)勢能轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能。抽水蓄(xu)能技術(shu)具有儲(chu)能容量大(da)、能量轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)高、運行(xing)周(zhou)期長(chang)等優(you)點(dian)，可(ke)以平(ping)衡(heng)電力系統的供(gong)需，調整電力系統負荷(he)。

1.1.2壓縮空(kong)氣儲(chu)能

壓縮空(kong)氣儲(chu)能技術(shu)是將(jiang)能量轉(zhuan)化(hua)為(wei)壓縮空(kong)氣並(bing)進行(xing)儲(chu)存的技術(shu)。該(gai)技術(shu)主要(yao)通(tong)過將(jiang)空(kong)氣(qi)壓縮至(zhi)高壓儲(chu)存，然後(hou)在(zai)需(xu)要(yao)時(shi)釋(shi)放(fang)壓縮空(kong)氣，使其推(tui)動(dong)渦輪(lun)機(ji)或(huo)發(fa)電機(ji)，實(shi)現(xian)能量的(de)轉(zhuan)化(hua)。壓縮空(kong)氣儲(chu)能技術(shu)具有儲(chu)能規模(mo)靈活、運(yun)行(xing)周(zhou)期長(chang)、*汙(wu)染等優(you)點(dian)。然而(er)，該(gai)技術(shu)的(de)儲(chu)能效率(lv)較低(di)，主要(yao)是由於壓縮空(kong)氣會產(chan)生熱量，導致儲(chu)能損失(shi)。目(mu)前(qian)，壓縮空(kong)氣儲(chu)能技術(shu)仍(reng)在(zai)不(bu)斷(duan)發展和改(gai)進，以(yi)提(ti)高其儲(chu)能效率(lv)和經濟(ji)性(xing)。

1.1.3飛輪(lun)儲(chu)能

飛輪(lun)儲(chu)能是通(tong)過將(jiang)能量轉(zhuan)化(hua)為(wei)旋(xuan)轉(zhuan)動(dong)能，將(jiang)能量存儲(chu)在高速旋轉(zhuan)的輪(lun)子中。飛輪(lun)儲(chu)能技術(shu)具有功率(lv)強、響應快、能量轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)高等優(you)點(dian)。在儲(chu)能過程(cheng)中，電能通(tong)過電動(dong)機(ji)將(jiang)輪(lun)子加(jia)速(su)旋轉(zhuan)，儲(chu)存能量；在(zai)能量需(xu)求增加(jia)時(shi)，電動(dong)機(ji)反(fan)轉(zhuan)，將(jiang)旋(xuan)轉(zhuan)動(dong)能轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能。飛輪(lun)儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統穩(wen)定(ding)調節(jie)、瞬(shun)態功率(lv)平(ping)衡(heng)等方(fang)面具有潛力，尤(you)其適(shi)用於高速、瞬(shun)間(jian)儲(chu)能的場(chang)景。然而(er)，飛輪(lun)儲(chu)能技術(shu)的(de)輪(lun)子需(xu)要(yao)在高速旋轉(zhuan)中保持平(ping)衡(heng)和(he)穩(wen)定(ding)，對(dui)材料(liao)和工(gong)藝要(yao)求較高。

1.2電磁(ci)場(chang)儲(chu)能技術(shu)

電磁(ci)場(chang)儲(chu)能技術(shu)是將(jiang)能量存儲(chu)在電磁(ci)場(chang)中，通(tong)過電流(liu)和(he)磁場的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用來(lai)儲(chu)存和釋(shi)放(fang)能量的(de)技術(shu)。主要(yao)的電磁(ci)場(chang)儲(chu)能技術(shu)包(bao)括超導磁體(ti)儲(chu)能系統和*級電容儲(chu)能系統。

1.2.1超導磁體(ti)儲(chu)能

超導磁體(ti)儲(chu)能系統是利用超導體(ti)線(xian)圈將(jiang)能量以(yi)磁場的形(xing)式儲(chu)存起來(lai)。超導磁體(ti)線(xian)圈由超(chao)導材料(liao)制成，在超(chao)低(di)溫環(huan)境下能夠產(chan)生(sheng)強大的磁(ci)場(chang)。超導磁體(ti)儲(chu)能系統具有響應速(su)度快、儲(chu)存密(mi)度高的特點(dian)。超導磁體(ti)儲(chu)能器(qi)件(jian)的(de)優(you)點(dian)是具有很(hen)高的能量密(mi)度，可(ke)以快速(su)釋(shi)放(fang)儲(chu)存的能量，有(you)效地控(kong)制(zhi)電網(wang)的(de)電壓波動(dong)，進壹步保(bao)證(zheng)電力系統的穩(wen)定(ding)。然而(er)，由於超導材料(liao)和制冷(leng)系統的成本較(jiao)高，超導磁體(ti)儲(chu)能系統的應用受到(dao)限(xian)制(zhi)。

1.2.2*級電容儲(chu)能

*級電容儲(chu)能系統主要(yao)利用電解(jie)質進行(xing)充放電來(lai)實現(xian)能量的(de)儲(chu)存。*級電容器(qi)具有使用壽命(ming)長(chang)、響應速(su)度快等特點(dian)。在*級電容儲(chu)能系統中，能量主要(yao)通(tong)過電解(jie)質儲(chu)存，電解(jie)液通(tong)常由(you)特殊(shu)材料(liao)制成。*級電容器(qi)在(zai)實(shi)際(ji)應用中的能量密(mi)度較低(di)，且電容器(qi)的(de)電壓水平(ping)不(bu)太高，因此其應用受到(dao)壹定的(de)限(xian)制(zhi)。但(dan)是對(dui)於需要(yao)短時(shi)間(jian)內釋(shi)放(fang)大功率(lv)的場(chang)景，*級電容器(qi)具有很(hen)強(qiang)的優勢。此外，*級電容器(qi)還具有很(hen)長(chang)的使用壽命(ming)和(he)良好的(de)環(huan)境適(shi)應性(xing)。

1.3電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)

電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)是將(jiang)能量通(tong)過化(hua)學(xue)反(fan)應轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能，並(bing)在電化(hua)學(xue)設(she)備中進行(xing)儲(chu)存。常見(jian)的電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)有(you)：鋰離子電池(chi)、鉛(qian)酸電池(chi)和(he)燃料(liao)電池(chi)等。

1.3.1鋰離子電池(chi)

鋰離子電池(chi)是目(mu)前(qian)*常(chang)見的電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)之(zhi)壹。鋰離子電池(chi)利(li)用鋰離子在(zai)正(zheng)負*間的遷移來(lai)進行(xing)充放電反(fan)應，將(jiang)化(hua)學(xue)能轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能。鋰離子電池(chi)具有高能量密(mi)度、長壽(shou)命(ming)和(he)低(di)自放電率(lv)等優(you)點(dian)，被廣(guang)泛(fan)應用於電動(dong)汽車(che)、移(yi)動(dong)設備(bei)等領(ling)域。然而(er)，鋰離子電池(chi)的(de)成本較(jiao)高，而且在大容量應用時(shi)，其安(an)全性(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)仍(reng)然(ran)是壹個(ge)挑(tiao)戰。

1.3.2鉛(qian)酸電池(chi)

鉛(qian)酸電池(chi)是壹種成熟的電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)。鉛(qian)酸電池(chi)通(tong)過鉛(qian)酸(suan)溶液(ye)中的化(hua)學(xue)反(fan)應來(lai)儲(chu)存和釋(shi)放(fang)能量。鉛(qian)酸電池(chi)具有成本較(jiao)低(di)、可(ke)循環(huan)使用的優(you)點(dian)，廣泛(fan)應用於汽車(che)起(qi)動(dong)、UPS電源(yuan)等領(ling)域[1]。然而(er)，鉛酸(suan)電池(chi)的(de)能量密(mi)度較低(di)，體(ti)積(ji)大，對(dui)環(huan)境有壹定的(de)汙(wu)染，並(bing)且在(zai)長期循環(huan)使用中會有(you)蓄(xu)電能力衰(shuai)減的(de)問(wen)題。

1.3.3燃料(liao)電池(chi)

燃料(liao)電池(chi)是壹種通(tong)過化(hua)學(xue)反(fan)應將(jiang)燃料(liao)和(he)氧氣(qi)直接(jie)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能的裝置。燃料(liao)電池(chi)具有*效能量轉(zhuan)換和(he)的特點(dian)。根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)燃料(liao)類(lei)型(xing)，燃料(liao)電池(chi)可(ke)以分(fen)為(wei)氫燃料(liao)電池(chi)、甲(jia)醇(chun)燃料(liao)電池(chi)等。燃料(liao)電池(chi)適(shi)用於移動(dong)設備(bei)、電力系統備用電源(yuan)等領(ling)域，但(dan)目(mu)前(qian)仍(reng)面(mian)臨(lin)成本高、儲(chu)氫和燃料(liao)供(gong)應等問(wen)題。

圖(tu)1儲(chu)能技術(shu)類(lei)型

2儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用

2.1儲(chu)能技術(shu)在(zai)發電系統中的應用

2.1.1調峰(feng)能力提(ti)升

發電系統的負(fu)荷往(wang)往(wang)存在波(bo)動(dong)，尤其是在高峰時(shi)段(duan)負(fu)荷增(zeng)加明(ming)顯，這(zhe)時(shi)候往(wang)往(wang)需要(yao)額(e)外的發(fa)電機(ji)組(zu)投入(ru)運(yun)行(xing)，以(yi)滿(man)足電力需(xu)求。而儲(chu)能系統可(ke)以在(zai)高峰時(shi)段(duan)釋(shi)放(fang)電能，為(wei)電力系統提供(gong)削峰填(tian)谷(gu)支(zhi)持。通(tong)過儲(chu)能系統的靈活調(tiao)度，可(ke)以減少(shao)發(fa)電機(ji)組(zu)的啟(qi)停(ting)次數(shu)，提高發電系統的效(xiao)率(lv)和可(ke)靠性(xing)，平(ping)衡(heng)供(gong)需差異，提(ti)升發電系統的調(tiao)峰能力。

2.1.2瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)平(ping)衡(heng)

發(fa)電系統中存在瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)波動(dong)的情(qing)況(kuang)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以通(tong)過快速(su)釋(shi)放(fang)儲(chu)存的電能來(lai)平(ping)衡(heng)瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)差異。比(bi)如(ru)飛輪(lun)儲(chu)能技術(shu)，具有響應速(su)度快的(de)特點(dian)，能夠在(zai)毫(hao)秒級別(bie)內完(wan)成能量轉(zhuan)換和(he)輸(shu)出(chu)，以(yi)適(shi)應瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)波動(dong)的需(xu)求。當系統需要(yao)額(e)外的電力支(zhi)持時(shi)，飛(fei)輪(lun)可(ke)以在(zai)瞬(shun)間(jian)釋(shi)放(fang)旋轉(zhuan)動(dong)能，提供(gong)高功率(lv)的支(zhi)持，平(ping)衡(heng)電力系統的瞬(shun)時(shi)功(gong)率(lv)波動(dong)。

2.1.3備用電源(yuan)

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以作(zuo)為(wei)備(bei)用電源(yuan)，提供(gong)電力系統的緊(jin)急備(bei)用能源(yuan)。在發生突(tu)發(fa)事(shi)件、故障(zhang)或(huo)停(ting)電時(shi)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以迅速釋(shi)放(fang)儲(chu)存的電能，提供(gong)持續(xu)的(de)電力供(gong)應[2]。例如電化(hua)學(xue)儲(chu)能技術(shu)如(ru)鋰離子電池(chi)和(he)燃料(liao)電池(chi)可(ke)以作(zuo)為(wei)備(bei)用電源(yuan)，為(wei)發(fa)電系統提供(gong)穩(wen)定(ding)的備(bei)用電力。

2.2儲(chu)能技術(shu)在(zai)電能運輸(shu)中的應用

2.2.1提高輸(shu)電能力

傳(chuan)統的電能輸(shu)送主要(yao)依(yi)靠輸(shu)電線(xian)路和(he)變電站(zhan)進行(xing)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以通(tong)過儲(chu)存電能，在需(xu)要(yao)時(shi)提(ti)供(gong)額(e)外的電力支(zhi)持，提(ti)高輸(shu)電系統的輸(shu)電能力。比(bi)如(ru)壓縮空(kong)氣儲(chu)能技術(shu)可(ke)以在(zai)輸(shu)電線(xian)路末(mo)端(duan)設(she)置壓縮空(kong)氣儲(chu)能裝置，通(tong)過釋(shi)放(fang)壓縮空(kong)氣驅(qu)動(dong)發電機(ji)，為(wei)輸(shu)電系統提供(gong)額(e)外的電力。

2.2.2跨(kua)區域電能傳輸(shu)

跨(kua)區域的電能傳輸(shu)通(tong)常面(mian)臨著(zhe)輸(shu)電線(xian)路容量受限(xian)的(de)問題，而(er)儲(chu)能技術(shu)可(ke)以在(zai)壹段(duan)時(shi)間(jian)內儲(chu)存大量的(de)電能，當跨(kua)區域的供(gong)需差異發(fa)生時(shi)，通(tong)過釋(shi)放(fang)儲(chu)存的電能來(lai)平(ping)衡(heng)電力系統的功(gong)率(lv)。當某(mou)個(ge)地區的(de)負(fu)荷增(zeng)加(jia)，而輸(shu)電線(xian)路容量不(bu)足時(shi)，儲(chu)能系統可(ke)以釋(shi)放(fang)電能以補充該(gai)地區的(de)電力需(xu)求，減輕線路的(de)負荷壓力。在(zai)跨(kua)區域電能傳輸(shu)過程(cheng)中，由於供(gong)需不平(ping)衡(heng)或(huo)線(xian)路容量限(xian)制(zhi)，可(ke)能會導致電力系統的頻率(lv)和電壓波動(dong)。儲(chu)能系統就可(ke)以快速(su)響應，通(tong)過釋(shi)放(fang)儲(chu)存的電能提供(gong)額(e)外的功(gong)率(lv)支(zhi)持，調(tiao)節(jie)電力系統的頻率(lv)和電壓，從(cong)而(er)保持電力系統的穩(wen)定(ding)運行(xing)。

2.2.3高速充放電設(she)備(bei)

傳統的慢(man)速充電方(fang)式需要(yao)較長的時(shi)間(jian)才(cai)能為(wei)電動(dong)汽車(che)等設(she)備充滿電，這(zhe)在(zai)實(shi)際(ji)使用中可(ke)能不夠(gou)便(bian)捷。快速(su)充電技術(shu)可(ke)以大(da)幅縮(suo)短充電時(shi)間(jian)，使用戶能夠更方(fang)便地使用電能運輸(shu)設備(bei)。儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)供(gong)高速充電設(she)備(bei)，通(tong)過快速(su)釋(shi)放(fang)儲(chu)存的電能，為(wei)電動(dong)汽車(che)等設(she)備提(ti)供(gong)快速(su)充電支(zhi)持。同(tong)時(shi)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)供(gong)高容量的(de)儲(chu)存設備(bei)，如鋰離子電池(chi)，可(ke)以儲(chu)存大量的(de)電能，並(bing)通(tong)過適(shi)當的管(guan)理(li)和(he)控(kong)制(zhi)策略(lve)，實現(xian)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)驅(qu)動(dong)。

2.3儲(chu)能技術(shu)在(zai)變電站(zhan)系統中的應用

2.3.1平(ping)滑(hua)電能波動(dong)

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以平(ping)滑(hua)電能的波(bo)動(dong)，減少(shao)電力系統的峰(feng)谷(gu)差(cha)異。比(bi)如(ru)在電力系統的配(pei)電環(huan)節(jie)中，電化(hua)學(xue)儲(chu)能系統可(ke)以根(gen)據(ju)系統的負(fu)荷需(xu)求和輸(shu)電線(xian)路的(de)容量等因(yin)素(su)，調整儲(chu)存和釋(shi)放(fang)電能的策略(lve)，平(ping)衡(heng)電力系統的供(gong)需差異，減少(shao)電能的波(bo)動(dong)，提高電力設(she)備的運(yun)行(xing)穩(wen)定(ding)性(xing)。

2.3.2能源(yuan)管(guan)理(li)擴(kuo)展

儲(chu)能技術(shu)的(de)應用可(ke)以將(jiang)能源(yuan)管(guan)理(li)範(fan)圍擴(kuo)展(zhan)到(dao)較(jiao)長的時(shi)間(jian)段(duan)，如(ru)6小時(shi)以(yi)下(xia)[3]。通(tong)過電化(hua)學(xue)儲(chu)能系統的充放電控(kong)制(zhi)和能量管(guan)理(li)策略(lve)，可(ke)以實(shi)現(xian)電力系統的負(fu)荷平(ping)衡(heng)和(he)功(gong)率(lv)調節(jie)，確(que)保電力設(she)備的穩(wen)定(ding)運行(xing)，減少(shao)實(shi)際(ji)的電力維護(hu)時(shi)間(jian)。

3儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的作(zuo)用與優(you)勢

3.1使電力得以儲(chu)存

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以將(jiang)電力轉(zhuan)換成其他形(xing)式，以便(bian)在需要(yao)時(shi)供(gong)應給(gei)電力系統和終(zhong)端(duan)用戶。電池(chi)能夠將(jiang)電能轉(zhuan)化(hua)為(wei)化(hua)學(xue)能並(bing)進行(xing)儲(chu)存，*級電容器(qi)能夠將(jiang)電能存儲(chu)在電場(chang)中，並(bing)在需(xu)要(yao)時(shi)釋(shi)放(fang)這(zhe)些(xie)電荷(he)，從(cong)而(er)將(jiang)電能轉(zhuan)換為(wei)其他形(xing)式，比(bi)如(ru)機(ji)械(xie)能。儲(chu)能技術(shu)提(ti)供(gong)了壹種可(ke)靠的(de)儲(chu)備能源(yuan)，以便在需(xu)要(yao)時(shi)快速(su)、可(ke)靠地提供(gong)電能。在高峰期和(he)緊(jin)急情(qing)況(kuang)下(xia)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)供(gong)迅速響應，並(bing)確保(bao)電力系統的穩(wen)定(ding)，還可(ke)以*大(da)限(xian)度地利用可(ke)再(zai)生能源(yuan)，減少(shao)對(dui)傳統能源(yuan)的依(yi)賴。

3.2使能源(yuan)便於調控(kong)

儲(chu)能技術(shu)使能源(yuan)調節(jie)變得更加容易。通(tong)過將(jiang)電能存儲(chu)在儲(chu)能器(qi)中，可(ke)以在(zai)需要(yao)時(shi)快速(su)調(tiao)節(jie)能源(yuan)的供(gong)應量。儲(chu)能技術(shu)可(ke)以在(zai)日(ri)間低(di)谷(gu)期間(jian)儲(chu)存電力，在(zai)高峰期間(jian)釋(shi)放(fang)電力，從(cong)而(er)平(ping)衡(heng)電力系統的負(fu)載。它(ta)還可(ke)以將(jiang)清(qing)潔能源(yuan)的產生與(yu)電力需(xu)求之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)距(ju)進行(xing)調(tiao)節(jie)[4]。當(dang)風力發(fa)電機(ji)、太陽(yang)能電池(chi)板(ban)等清(qing)潔能源(yuan)產生過剩(sheng)電量時(shi)，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以將(jiang)剩(sheng)余(yu)電量存儲(chu)到(dao)電池(chi)或(huo)*級電容器(qi)中，以便(bian)在需(xu)要(yao)時(shi)供(gong)應給(gei)電力系統和終(zhong)端(duan)用戶。

3.3提(ti)高電能質量和(he)輸(shu)電能力

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)高電能質量並(bing)增加(jia)輸(shu)電能力。由(you)於儲(chu)能技術(shu)可(ke)以快速(su)響應電網(wang)中的電壓和頻率(lv)變化(hua)，因(yin)此(ci)可(ke)以提(ti)高電能質量。例如，在(zai)低(di)電壓和頻率(lv)下，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以快速(su)響應來(lai)提高電壓和頻率(lv)，從(cong)而(er)保持電力系統的穩(wen)定(ding)性(xing)。此外，儲(chu)能技術(shu)還可(ke)以通(tong)過儲(chu)存和釋(shi)放(fang)電力來(lai)增加(jia)輸(shu)電能力，從(cong)而(er)緩(huan)解(jie)電力系統的瓶(ping)頸問題(ti)，減少(shao)電網(wang)運(yun)營的(de)負擔。

3.4調(tiao)節(jie)發(fa)電系統功率(lv)

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以用於調節(jie)發(fa)電系統的功(gong)率(lv)，並(bing)向電力系統提供(gong)有序(xu)的電力輸(shu)出(chu)。通(tong)過使用儲(chu)能技術(shu)，可(ke)以將(jiang)發(fa)電系統的功(gong)率(lv)調整為(wei)電力網(wang)的需求。這(zhe)可(ke)以減少(shao)電力系統的浪(lang)費，提(ti)高電力的(de)效能。儲(chu)能技術(shu)還可(ke)以處(chu)理(li)電力系統中的電力與(yu)電量不(bu)匹配(pei)的情況(kuang)，從(cong)而(er)確保(bao)電力系統的穩(wen)定(ding)性(xing)。

3.5滿足(zu)多(duo)樣化(hua)電能需求

儲(chu)能技術(shu)可(ke)以滿(man)足多(duo)樣化(hua)的(de)電能需求。由於不同(tong)的電力用戶有(you)不同的需求，因此(ci)需要(yao)能夠滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)需求的電力解(jie)決方(fang)案。通(tong)過使用儲(chu)能技術(shu)，可(ke)以為(wei)不(bu)同的(de)電力用戶提(ti)供(gong)不同的電力解(jie)決方(fang)案，以(yi)滿足其不(bu)同的(de)需求。例如，在(zai)獨立(li)的電網(wang)或(huo)微網(wang)中，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)供(gong)備用電源(yuan)，以便在需(xu)要(yao)時(shi)提(ti)供(gong)電力。在(zai)電力車(che)輛(liang)中，儲(chu)能技術(shu)可(ke)以提(ti)供(gong)動(dong)力源(yuan)，以便驅動(dong)電力車(che)輛(liang)。

4儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的未來(lai)發展(zhan)方(fang)向

4.1智(zhi)慧(hui)儲(chu)能技術(shu)

智(zhi)慧(hui)儲(chu)能技術(shu)主要(yao)是指(zhi)通(tong)過智(zhi)能化(hua)控(kong)制(zhi)、優化(hua)和(he)管(guan)理(li)儲(chu)能系統，提高儲(chu)能系統的效(xiao)率(lv)和性(xing)能。在電力系統中，智(zhi)慧(hui)儲(chu)能技術(shu)主要(yao)的應用包括(kuo)：實時(shi)調(tiao)度、電網(wang)頻率(lv)調節(jie)、防(fang)止(zhi)電壓失(shi)調(tiao)、電能質量改(gai)善(shan)等。未來(lai)，隨著(zhe)智(zhi)能化(hua)和(he)大(da)數據(ju)技術(shu)的(de)發展，智(zhi)慧(hui)儲(chu)能技術(shu)將(jiang)進壹步提(ti)高電力系統的安(an)全性(xing)、經濟(ji)性(xing)和環(huan)保性(xing)。

4.2系統集(ji)成儲(chu)能技術(shu)

系統集(ji)成儲(chu)能技術(shu)是指(zhi)將(jiang)多(duo)種(zhong)儲(chu)能技術(shu)進行(xing)整合(he)，形(xing)成多(duo)儲(chu)能技術(shu)互(hu)補、協同作(zuo)用的系統。系統集(ji)成儲(chu)能技術(shu)可(ke)以充分(fen)發(fa)揮各(ge)種(zhong)儲(chu)能技術(shu)的(de)長處(chu)，從(cong)而(er)提高儲(chu)能系統的整體(ti)性(xing)能。未來(lai)，系統集(ji)成儲(chu)能技術(shu)將(jiang)成為(wei)儲(chu)能技術(shu)的(de)主流(liu)發(fa)展方(fang)向。隨著(zhe)儲(chu)能技術(shu)的(de)不斷發展(zhan)，系統集(ji)成儲(chu)能技術(shu)的(de)應用領域也將(jiang)不(bu)斷(duan)拓(tuo)展，包括(kuo)電力系統應急(ji)備(bei)用、可(ke)再(zai)生能源(yuan)儲(chu)能等。

5.安(an)科(ke)瑞Acrel-2000ES儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統概(gai)述(shu)

5.1概(gai)述(shu)

安(an)科(ke)瑞Acrel-2000ES儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統，專門針(zhen)對(dui)工(gong)商(shang)業(ye)儲(chu)能櫃(gui)、儲(chu)能集(ji)裝箱研(yan)發的壹款儲(chu)能EMS，具有完(wan)善(shan)的(de)儲(chu)能監(jian)控(kong)與(yu)管(guan)理(li)功(gong)能,涵蓋了儲(chu)能系統設備(bei)(PCS、BMS、電表(biao)、消防(fang)、空(kong)調等)的(de)詳(xiang)細(xi)信息,實(shi)現(xian)了(le)數據采(cai)集(ji)、數據(ju)處(chu)理(li)、數(shu)據存儲(chu)、數據(ju)查詢與分(fen)析(xi)、可(ke)視化(hua)監(jian)控(kong)、報(bao)警(jing)管(guan)理(li)、統計(ji)報(bao)表(biao)等功(gong)能。在*級應用上支(zhi)持能量調(tiao)度,具備計(ji)劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填(tian)谷(gu)、需(xu)量控(kong)制(zhi)、防逆(ni)流(liu)等控(kong)制(zhi)功能。

5.2系統結構

Acrel-2000ES，可(ke)通(tong)過直采(cai)或(huo)者(zhe)通(tong)過通(tong)訊(xun)管(guan)理(li)或(huo)串口(kou)服(fu)務(wu)器(qi)將(jiang)儲(chu)能櫃(gui)或者(zhe)儲(chu)能集(ji)裝箱內部(bu)的設(she)備接(jie)入系統。系統結構如(ru)下(xia)：5.3接入(ru)設備(bei)

Acrel-2000ES，具備多(duo)種(zhong)接(jie)口(kou)，多(duo)種(zhong)協議對(dui)接的(de)能力，支(zhi)持多(duo)種(zhong)設(she)備(bei)接(jie)入。

5.4系統功能

5.4.1實時(shi)監(jian)測

系統人機(ji)界面(mian)友(you)好(hao)，能夠顯(xian)示儲(chu)能櫃(gui)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)態，實時(shi)監(jian)測PCS、BMS以(yi)及環(huan)境參數(shu)信息，如(ru)電參(can)量、溫(wen)度、濕度等。實(shi)時(shi)顯(xian)示有(you)關(guan)故障(zhang)、告警(jing)、收(shou)益等信(xin)息。

5.4.2設(she)備(bei)監(jian)控(kong)

系統能夠實(shi)時(shi)監(jian)測PCS、BMS、電表(biao)、空(kong)調(tiao)、消防(fang)、除濕機(ji)等設(she)備的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態及運(yun)行(xing)模(mo)式。

PCS監(jian)控(kong)：滿(man)足儲(chu)能變流(liu)器(qi)的(de)參(can)數(shu)與(yu)限(xian)值(zhi)設置；運行(xing)模(mo)式設置；實現(xian)儲(chu)能變流(liu)器(qi)交(jiao)直流(liu)側(ce)電壓、電流(liu)、功(gong)率(lv)及充放電量參(can)數的采(cai)集(ji)與展(zhan)示；實(shi)現(xian)PCS通(tong)訊(xun)狀態、啟停(ting)狀態、開關(guan)狀(zhuang)態、異常(chang)告警(jing)等狀(zhuang)態監(jian)測。BMS監(jian)控(kong)：滿(man)足電池(chi)管(guan)理(li)系統的參(can)數與(yu)限(xian)值(zhi)設置；實現(xian)儲(chu)能電池(chi)的(de)電芯(xin)、電池(chi)簇的溫(wen)度、

電壓、電流(liu)的(de)監(jian)測；實(shi)現(xian)電池(chi)充放電狀(zhuang)態、電壓、電流(liu)及(ji)溫度異常(chang)狀態的告警(jing)。

空調監(jian)控(kong)：滿(man)足環(huan)境溫度的監(jian)測，可(ke)根(gen)據(ju)設(she)置的閾(yu)值進行(xing)空(kong)調(tiao)溫度的聯動(dong)調節(jie)，並(bing)實時(shi)監(jian)測空(kong)調的運(yun)行(xing)狀(zhuang)態及溫(wen)濕度數據(ju)，以(yi)曲線(xian)形(xing)式進行(xing)展(zhan)示。

UPS監(jian)控(kong)：滿(man)足UPS的(de)運行(xing)狀(zhuang)態及相(xiang)關(guan)電參(can)量監(jian)測。

5.4.3曲線(xian)報(bao)表(biao)

系統能夠對(dui)PCS充放電功(gong)率(lv)曲線(xian)、SOC變換(huan)曲線(xian)、及(ji)電壓、電流(liu)、溫(wen)度等歷(li)史(shi)曲線(xian)的(de)查詢與展(zhan)示。

5.4.4策略(lve)配(pei)置

滿足儲(chu)能系統設備(bei)參數(shu)的(de)配(pei)置、電價(jia)參(can)數與(yu)時(shi)段(duan)的(de)設置、控(kong)制(zhi)策略(lve)的選(xuan)擇(ze)。目(mu)前(qian)支(zhi)持的(de)控(kong)制(zhi)策略(lve)包含計(ji)劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填(tian)谷(gu)、需(xu)量控(kong)制(zhi)等。

5.4.5實(shi)時(shi)報(bao)警(jing)

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統具有實時(shi)告警(jing)功能，系統能夠對(dui)儲(chu)能充放電越限(xian)、溫(wen)度越限(xian)、設(she)備故障(zhang)或(huo)通(tong)信故障(zhang)等事(shi)件發(fa)出(chu)告警(jing)。

5.4.6事(shi)件查詢統計(ji)

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統能夠對(dui)遙信變位(wei)，溫(wen)濕度、電壓越限(xian)等事(shi)件記錄進行(xing)存儲(chu)和管(guan)理(li)，方(fang)便用戶對(dui)系統事(shi)件和(he)報(bao)警(jing)進行(xing)歷(li)史(shi)追(zhui)溯，查詢統計(ji)、事(shi)故分(fen)析(xi)。

5.4.7遙控(kong)操作

可(ke)以通(tong)過每個(ge)設備(bei)下面(mian)的紅(hong)色(se)按(an)鈕(niu)對(dui)PCS、風機(ji)、除濕機(ji)、空(kong)調(tiao)控(kong)制(zhi)器(qi)、照(zhao)明(ming)等設(she)備進行(xing)相(xiang)應的(de)控(kong)制(zhi)，但(dan)是當設(she)備(bei)未通(tong)信上(shang)時(shi)，控(kong)制(zhi)按(an)鈕(niu)會顯(xian)示無(wu)效狀態。

5.4.8用戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)

儲(chu)能能量管(guan)理(li)系統為(wei)保(bao)障系統安(an)全穩(wen)定(ding)運行(xing)，設(she)置了用戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)功(gong)能。通(tong)過用戶權(quan)限(xian)管(guan)理(li)能夠防(fang)止(zhi)未經授(shou)權的(de)操作（如(ru)遙控(kong)的(de)操作，數(shu)據庫(ku)修(xiu)改(gai)等）。可(ke)以定(ding)義(yi)不(bu)同(tong)級別(bie)用戶的(de)登錄名、密(mi)碼(ma)及操作權(quan)限(xian)，為(wei)系統運行(xing)、維護(hu)、管(guan)理(li)提(ti)供(gong)可(ke)靠的(de)安(an)全保障(zhang)。

5.4.9安(an)科(ke)瑞配(pei)套(tao)產(chan)品

6結語(yu)

綜上所述(shu)，儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用非常(chang)廣泛(fan)。未來(lai)，隨著(zhe)電力需(xu)求的不(bu)斷增加(jia)和電力系統技術(shu)的(de)不斷進步，儲(chu)能技術(shu)將(jiang)會在(zai)電力系統中發揮(hui)越來(lai)越重要(yao)的作用，同時(shi)也將(jiang)會得到(dao)更加廣(guang)泛(fan)、*效(xiao)的(de)應用。

參考(kao)文獻

[1]王瑞(rui).儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用現(xian)狀(zhuang)與前景初(chu)探[J].

[2]吳(wu)家(jia)虎(hu).分(fen)析(xi)儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統智(zhi)能微網(wang)中的應用[J]

[3]張(zhang)恒,張(zhang)宇(yu),張(zhang)慶(qing)豐(feng).儲(chu)能技術(shu)在(zai)電力系統中的應用.

[4]安(an)科(ke)瑞企(qi)業(ye)微電網(wang)設(she)計(ji)與應用手冊2022.5版.