智能电网中大规模储能技术研究

　　3.3.减缓输电压力，提升配网智能化水平

　　在我国许多地区，电力输送能力的增长远远跟不上电力需求增长的步伐，在高峰电力需求时输配电系统往往变得拥挤阻塞，影响系统正常运行。若把储能系统安装在输配电系统阻塞段的潮流下游，电能被存储在没有输配电阻塞的区段，在电力需求高峰时储能系统释放电能，从而减少输配电系统容量的要求，缓解输配电系统阻塞的情况。同时，储能系统还可以减少电力传输中的异常和干扰，解决输电稳定性阻尼和次同步谐振阻尼等问题，改善动态电压稳定性，以及减少系统低频时甩负荷量。

　　置于用户侧的储能系统，可增强系统的供电可靠性，改善用户的电能质量。随着智能电网的发展，微网的概念逐步得到推广。各种储能系统作为微网的分布式电源之一，通过电力电子装置在秒级甚至毫秒级快速响应，可以实现微网“永不断电”的目标。另一方面，小型的家庭式储能设备和区域性的微网储能装置，可以通过智能表计接入到周围的大中型电网中，在用电高峰时向电网供电，增加了电力用户与电网的互动。

　　3.4.促进电动汽车产业发展

　　近日，在海口举行的“中国国际电动汽车及充电装置、储能技术展览会”上，电网公司强调要加速充换电基础设施建设，迎接电动汽车的高速发展时期。随着电网智能化水平以及电动汽车保有量的大幅提高，电动汽车的车载电池作为可移动储能单元，丰富了电网的可控资源，对智能电网平衡大量不可控的可再生能源有着重要的作用。在用电低谷时，电动汽车和储能电站的电池可以从电网吸纳大量富余电力，用电高峰来临时，电池的电能可以反过来被电网吸收，或可以作为停电时的备用电源。把这两者有机结合在一起可以充分利用电池储能站的配套设施，可达到资源的最大利用。

　　3.5.电网应急相应的需要

　　在电网失电的情况下，通过传感器技术和通信与信息技术进行故障快速诊断，储能电站切换至电网紧急模式，储能装置向用电设备提供已储备的电能，起到应急供电的作用。

　　储能系统能够为用户提供备用电源，具有辅助设备简单，厂用电少，启动速度快等优点，为系统黑启动提供电源，提高供电可靠性和抵御自然灾害的能力。其移动性和灵活的特点尤其适用于地震洪水等自然灾害后的恢复。

　　对于一些重要负荷或者供电可靠性很差的部分地区，在发生事故失去主网电源或者输配电设备检修时需要孤网运行，孤网容量较小，要求备用电源必须相应速度快，储能电站是最适合孤网供电的备用电源。

　　4.大规模储能技术发展展望

　　1)由于不同的储能技术在额定功率下的放电时间不同，因此应用在电网不同的地方时，应该选择合适的储能方式。当用于电能质量改善、电网频率稳定及UPS时，应选择响应快速、放电时间短的电池，例如超级电容器、飞轮储能等;当用于供电的连续性、缓冲或者备用电源时，则选择能放电数秒到数分钟的相应的短时储能方式;当用于电网的削峰填谷或者风能、太阳能等新能源的并网储能时，则选择能够大规模储能，且自放电小的储能方式，例如抽水蓄能、压缩空气储能等;在地理条件受限制的时候，可以选择钠硫电池、液流电池等。

　　2)就目前的储能技术发展水平看，单一的储能技术很难同时满足能量密度、功率密度、储能效率、使用寿命、环境特性以及成本等性能指标，如果将两种或以上性能互补性强的储能技术相结合，组成复合储能，则可以取得良好的技术经济性能。在电网应用中，要实现系统的稳定控制，电能质量改善和削峰填谷等多时间尺度上的功率平准控制，可以将超导储能、飞轮储能或超级电容器等功率密度、高储能效率高以及循环寿命长的储能技术与铅酸电池、液流电池或钠硫电池等能量密度高但受制于电化学反应过程的储能技术相结合，以最大程度地发挥各种储能技术的优势，降低全寿命周期费用，提高系统经济性。

　　3)目前的大容量储能技术主要是抽水蓄能和压缩空气储能。有条件的地方可以因地制宜建设抽水蓄能电站，用于电力系统调峰，或作为可再生能源发电厂的调频备用，减小其发点波动性对系统的影响。考虑到我国海上风电资源大规模开发利用的前景，如选择三面环山的海湾作为水库的坝址，围海建立大型抽水蓄能电站;或选择一些条件好的废弃矿井、洞穴，修建压缩空气储能电站，与当地的大型风电场或光伏电站相结合，为这些可再生能源电站的稳定运行提供支持，增加可再生能源发点的容量可信度，使其称为具有一定可预测性和可调度性的稳定电源。

　　5.总结

　　大规模储能技术对现阶段电网的影响是变革性的，电力系统发、输、变、配、用各个环节都将受益于相关技术的进步。智能电网建设将会促进储能技术的发展，相关科技日新月异是可以预见的。结合储能技术发展遇到的问题，在此提出促进储能技术发展的建议：

　　1)合理规划，优先在电网关键节点建设储能设施。大规模储能建设投资高，为充分发挥其经济效益，应优先在窝电严重区域、频繁缺电区域及枢纽变电站配置储能系统。

　　2)积极推动储能技术标注体系的建立。国家应加速出台有关新能源及储能设施建设的标准体系和相关规章制度，企业及科研机构也要积极参与建立储能标准，抢占产业发展主导权。

　　3)建设示范工程，加速成熟储能技术产业化。技术欠成熟储能技术，如超导储能、飞轮储能、压缩空气储能等，安排储能示范项目，为未来大规模应用积累技术数据和运行经验;技术成熟技术，如抽水蓄能、电池储能、超级电容器储能等，加速实现产业化，促进其健康有序发展。

　　4)加速储能价格机制的建立。政府和电网公司应分别从政策和技术层面，加快出台峰谷电价、储能电价，使的储能设施建设能尽快收回投资，增进企业发展储能技术的积极性。

　　5)培养家庭及工商业避峰用电的习惯和意识。私人电动汽车晚上充电、高耗能企业夜间生产等活动习惯，将使得储能概念深入人心，同时促进了低碳社会发展。

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