儲能的主要目的是為了緩解能源供應的不穩定性，以及減少對化石燃料的依賴，從而實現清潔能源的可持續發展。儲能的好處包括：提高電網的可靠性和穩定性；改善電網的效率；減少對化石燃料的依賴；提高能源利用率；減少能源消耗；改善電網的安全性；改善電網的環境友好性。

 

 

(1) 儲能用于平抑功率波動。風電、光伏等分布式可再生電源出力的波動性將引起配電網功率的波動,利用儲能系統快速充放電特性,減小可再生能源并網對配電網的沖擊,增強配電網的可控性。

 

(2) 儲能用于負荷削峰填谷。利用儲能系統實現用電負荷的時空轉移,延遲配電設備容量升級。基于動態規劃的電池儲能系統削峰填谷實時優化,提出了一種基于動態規劃的實時修正優化控制策略,可在優化模型中引入充放電次數限制和放電深度限制等非連續約束條件,并通過將電池電量離散化等方法解決含有非連續約束的優化問題。采用恒功率充放電策略對儲能進行控制,并就儲能削峰填谷優化模型進行了研究,針對模型約束中的非線性和變量不連續問題,提出一種適用于該模型的簡化計算方法。儲能在負荷削峰填谷領域應用廣泛，國內用戶側鋰電池儲能電站目前已建成投運,參與用電側的峰谷調節,嘗試峰谷套利,可實現配電網側削峰填谷、調頻、調壓和孤島運行等多種應用功能。

 

(3) 儲能用于改善電能質量。將儲能系統接入配電網中,通過控制策略雙向調節其有功功率和無功功率,達到穩定配電網公共連接點處的電壓,并抑制其負載波動的目的,從而改善配電網電能質量。以超級電容作為電能質量調節器,分析了其電路拓撲結構,采用非隔離型雙向DC/DC變換實現直流電壓的轉換,應用電壓源型變換器實現DC/AC變換。該電能質量調節器可以消除電源電壓的暫降、不對稱和閃變對負載的影響,在不對稱負載時抑制負載的負序電流對電源的影響。

 

(4) 儲能用于提升分布式電源匯聚能力。美、日、意等國利用儲能控制變電站與上級電網的能量交換,減少可再生能源并網產生的功率倒送問題。通過對大量儲能單元的統一管理和控制,形成大規模的儲能能力,但未充分體現雙向互動能力。例如：集中充電站可同時為多輛電動汽車電池充電,能夠實現負荷低谷存儲電能,負荷高峰或緊急情況下向電網反饋電能,調節峰谷負荷。

 

電力系統需求多樣,應用環境復雜,為滿足不同工況需求,儲能選型應結合本體的技術特點。按照放電時間長短,儲能可分為功率型和能量型,針對不同工況儲能選型的分類。

 

儲能技術利用情況

 

目前,儲能技術正朝著轉換高效化、能量高、密度高和應用低成本化方向發展。隨著儲能技術的研究和應用日漸成熟,儲能在電力調峰、電壓補償、電能質量管理等方面發揮越來越重要的作用,提高系統運行的安全性和穩定性。對于電力系統應用而言,儲能技術的基本特征體現在功率等級及其作用時間上。儲能的作用時間是能量存儲技術價值的重要體現,是區別于傳統電力系統即發即用設備的顯著標志。儲能技術的應用將使現有電力系統供需瞬時平衡的傳統模式發生改變,在能源革命中發揮重要作用。隨著分布式電源的發展以及智能電網的建設,儲能技術體現出以下幾方面的應用趨勢:

 

(1) 將儲能特性與可再生電源自身調節特性相結合。利用儲能系統的雙向功率特性和靈活調節能力,提升風電、光伏等可再生能源發電的可控性,提高可再生能源就地消納與可靠運行能力。

 

(2) 儲能系統應用功能由單一發展為多元。儲能應用場景豐富,作用時間覆蓋秒級到小時級,由單一時間尺度向多時間尺度過渡,緊湊型、模塊化和響應快是儲能設備的發展方向,以充分發揮儲能功效,提高儲能應用的經濟性。

 

(3) 充分發揮分布式儲能系統匯聚效應,儲能系統匯聚效應在電動汽車V2G運行模式已得到初步顯現。隨著電動汽車的普及和分布式儲能系統的廣泛應用,其匯聚效應在促進可再生能源接入、用戶互動等方面的優勢將逐步凸顯。

 

(4) 在多能互補和綜合利用中,儲能成為各種類型能源靈活轉換的媒介。今后將在提高用戶側綜合能效和減少污染物排放中起到關鍵作用。

 

隨著分布式可再生能源發電的廣泛應用和終端用戶的雙向互動,儲能技術的產品開發、集成制造和市場應用已成為戰略性選擇。以分布式可再生能源發電為基礎,儲能技術為承載核心的多能互補、雙向互動將展現第三次工業革命的發展愿景。