储能技术在分布式发电中的应用

4.2 独立运行

铅酸蓄电池技术成熟，构造成本低，可靠性好，已广泛应用于电力系统。独立运行分布式发电系统中所采用的铅酸蓄电池系统一般充电时间有限，充电功率有限，充电模式一般只限于恒流充电阶段。

钠硫电池储能密度高达140kW·h/m3，单体寿命长，充放电效率高(>90%)，无记忆效应，长期使用免维护，安装容量的近2/3已用于平滑负荷，将其用于平滑DG输出功率波动，技术已成熟。2009年10月，中科院上海硅酸盐研究所与上海电力公司成功研制出具有自主知识产权的容量为650Ah的钠硫储能单体电池，并建成了一条2MW的中试生产示范线和一套10kW的储能系统示范装置。

超级电容器功率密度高，相当于电池的5~10倍，响应时间小于1s，放电深度深且没有“记忆效应”，长期使用免维护，温度范围宽达-40℃~+70℃，储能量已达到1MW/5.7Wh。在小型独立光伏发电和燃料电池发电系统中是理想的储能装置，且超级电容器与蓄电池在技术性能上具有较强的互补性，用于平滑功率波动时可利用超级电容器高功率密度特性，只需其存储与尖峰负荷相当的能量，而蓄电池存储基荷时的能量。这将具有很好的负载适应能力，能够缩小装置体积，提高供电可靠性和经济性[10]。

全钒液流电池可以100%深度放电，储能寿命长，通过增加溶液量就可方便提高电池容量，随着技术的日益成熟，有望在提高可再生能源系统的稳定性方面发挥重要作用[13]。自1995年起，我国就开始了全钒液流电池的研究，国产化全氟磺酸离子膜有望取代进口离子膜材料，现已成功开发出10kW级储能系统，转换效率大于80%，最大输出功率超过25kW。

飞轮储能密度高达108J/m3，充电快捷，循环使用寿命可达20年，工作温区为-40℃~+50℃，维护简单。文献[22]在分析风力发电对电力系统运行影响的基础上，提出了一种用飞轮辅助风力发电的方案，研究了风力发电–飞轮系统功率和频率综合控制方法。抽水蓄能和压缩空气储能响应时间一般都在分钟级且用于分布式发电系统投资成本较高。SMES虽然具有ms级响应速度，大容量能量/功率传递特性，用于解决功率波动问题技术优势明显，但运行和投资成本过高。

5 结论

本文综述了各种储能技术研究现状，以及它们在分布式发电系统中的应用前景。随着储能技术朝储能方式混合化、转换高效化、能量高密度化、应用低成本化、环境友好方向发展，分布式发电与储能技术的结合将大大提高系统的能源利用率和经济性。

参考文献

[1] 王成山,王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化,2008,32(20):1-4.

[2] 胡学浩. 分布式发电与微型电网技术[J]. 电气时代,2008(12):77-78.

[3] 程时杰,李刚,孙海顺.储能技术在电气工程领域中的应用与展望[J].电网与清洁能源,2009,25(2):l-8.

[4] 张文亮,丘明,来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术,2008,32(7):1-9.

[5] 邓自刚,王家素,王素玉.高温超导飞轮储能技术发展现状[J].电工技术学报,2008,23(12):1-10.

[6] Takahashi,R.Tamura,J.Frequency Stabilization of SmallPower System with Wind Farm by Using FlywheelEnergy Storage System[J].Diagnostics for ElectricMachines, IEEE International Symposium on PowerElectronics and Drives,2007:393-398.

[7] Dechanupaprittha,S.Sakamoto,N.Hongesombut,K.et al.Design and Analysis of Robust SMES Controller forStability Enhancement of Interconnected Power SystemTaking Coil Size Into Consideration[J].IEEE Trans onApplied Superconductivity,2009,19(3):2019-2022.

[8] Hee-Yeol Jung,A-Rong Kim,Jae-Ho Kim,et al.A Studyon the Operating characteristics of SMES for theDispersed Power Generation System[J].IEEE Trans onApplied Superconductivity,2009,19(3):2028-2031.

[9] Phatiphat Thounthong,St′ephane Ra¨el,Bernard Davat.Analysis of Supercapacitor as Second Source Based onFuel Cell Power Generation[J].IEEE Trans on EnergyCoversion,2009,24(1):247-255.

[10] 鲁鸿毅,何奔腾.超级电容器在微型电网中的应用[J].电力系统自动化,2009,33(2):87-91.

[11] Ramana C V,Kopec M,Mauger A.Structure andmagnetic properties of nanophase-LiFe1.5P2O7[J].Applied Physics,2009,106(6):064304-064306.

[12] Watanabe,S.Horiuchi,S.Iwamoto,S.NAS battery systemapplication for frequency ATC improvement[C].IEEE Powerand Energy Society General Meeting-Conversion andDelivery of Electrical Energy in the 21st Century,2008.

[13] Barote,L.Weissbach,R.Teodorescu,R.et al.Stand-alonewind system with Vanadium Redox Battery energystorage[C].11th International Conference on Optimizationof Electrical and Electronic Equipment,OPTIM.2008.

[14] 梅祖彦编著.抽水蓄能发电技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[15] Swider D J.Compressed air energy storage in an electricitysystem with significant wind power generation[J].IEEETrans on Energy Conversion, 2007, 22(1):95-102.

[16] 印佳敏,吴占松.目前可行的热能储存技术之比较[J].节能技术,2005,23(133):444-464.

[17] 王健强.第五讲:并网光伏发电系统[J].电力电子,2009,4:45-49.

[18] 廖志凌,阮新波.独立光伏发电系统能量管理控制策略[J].中国电机工程学报,2009,29(21):46-52.

[19] 王一波,伍春生.大型并网光伏发电系统稳态模型与潮流分析[J].清华大学学报,2009,49(8):1093-1097.

[20] 陈新,赵文谦.风光互补抽水蓄能电站系统配置研究[J].四川大学学报,2007,39(1):53-57.

[21] 樊冬梅,雷金勇,甘德强.超导储能装置在提高电力系统暂态稳定性中的应用[J].电网技术,2008,32(18): 82-86.

[22] 孙春顺,王耀南,李欣然.飞轮辅助的风力发电系统功率和频率综合控制[J]. 中国电机工程学报,2008,28(29): 111-116.

更多好文：