储能的目的和好处

储能的主要目的是为了缓解能源供应的不稳定性，以及减少对化石燃料的依赖，从而实现清洁能源的可持续发展。储能的好处包括：提高电网的可靠性和稳定性；改善电网的效率；减少对化石燃料的依赖；提高能源利用率；减少能源消耗；改善电网的安全性；改善电网的环境友好性。

(1) 储能用于平抑功率波动。风电、光伏等分布式可再生电源出力的波动性将引起配电网功率的波动,利用储能系统快速充放电特性,减小可再生能源并网对配电网的冲击,增强配电网的可控性。

(2) 储能用于负荷削峰填谷。利用储能系统实现用电负荷的时空转移,延迟配电设备容量升级。基于动态规划的电池储能系统削峰填谷实时优化,提出了一种基于动态规划的实时修正优化控制策略,可在优化模型中引入充放电次数限制和放电深度限制等非连续约束条件,并通过将电池电量离散化等方法解决含有非连续约束的优化问题。采用恒功率充放电策略对储能进行控制,并就储能削峰填谷优化模型进行了研究,针对模型约束中的非线性和变量不连续问题,提出一种适用于该模型的简化计算方法。储能在负荷削峰填谷领域应用广泛，国内用户侧锂电池储能电站目前已建成投运,参与用电侧的峰谷调节,尝试峰谷套利,可实现配电网侧削峰填谷、调频、调压和孤岛运行等多种应用功能。

(3) 储能用于改善电能质量。将储能系统接入配电网中,通过控制策略双向调节其有功功率和无功功率,达到稳定配电网公共连接点处的电压,并抑制其负载波动的目的,从而改善配电网电能质量。以超级电容作为电能质量调节器,分析了其电路拓扑结构,采用非隔离型双向DC/DC变换实现直流电压的转换,应用电压源型变换器实现DC/AC变换。该电能质量调节器可以消除电源电压的暂降、不对称和闪变对负载的影响,在不对称负载时抑制负载的负序电流对电源的影响。

(4) 储能用于提升分布式电源汇聚能力。美、日、意等国利用储能控制变电站与上级电网的能量交换,减少可再生能源并网产生的功率倒送问题。通过对大量储能单元的统一管理和控制,形成大规模的储能能力,但未充分体现双向互动能力。例如：集中充电站可同时为多辆电动汽车电池充电,能够实现负荷低谷存储电能,负荷高峰或紧急情况下向电网反馈电能,调节峰谷负荷。

电力系统需求多样,应用环境复杂,为满足不同工况需求,储能选型应结合本体的技术特点。按照放电时间长短,储能可分为功率型和能量型,针对不同工况储能选型的分类。

储能技术利用情况

目前,储能技术正朝着转换高效化、能量高、密度高和应用低成本化方向发展。随着储能技术的研究和应用日渐成熟,储能在电力调峰、电压补偿、电能质量管理等方面发挥越来越重要的作用,提高系统运行的安全性和稳定性。对于电力系统应用而言,储能技术的基本特征体现在功率等级及其作用时间上。储能的作用时间是能量存储技术价值的重要体现,是区别于传统电力系统即发即用设备的显著标志。储能技术的应用将使现有电力系统供需瞬时平衡的传统模式发生改变,在能源革命中发挥重要作用。随着分布式电源的发展以及智能电网的建设,储能技术体现出以下几方面的应用趋势:

(1) 将储能特性与可再生电源自身调节特性相结合。利用储能系统的双向功率特性和灵活调节能力,提升风电、光伏等可再生能源发电的可控性,提高可再生能源就地消纳与可靠运行能力。

(2) 储能系统应用功能由单一发展为多元。储能应用场景丰富,作用时间覆盖秒级到小时级,由单一时间尺度向多时间尺度过渡,紧凑型、模块化和响应快是储能设备的发展方向,以充分发挥储能功效,提高储能应用的经济性。

(3) 充分发挥分布式储能系统汇聚效应,储能系统汇聚效应在电动汽车V2G运行模式已得到初步显现。随着电动汽车的普及和分布式储能系统的广泛应用,其汇聚效应在促进可再生能源接入、用户互动等方面的优势将逐步凸显。

(4) 在多能互补和综合利用中,储能成为各种类型能源灵活转换的媒介。今后将在提高用户侧综合能效和减少污染物排放中起到关键作用。

随着分布式可再生能源发电的广泛应用和终端用户的双向互动,储能技术的产品开发、集成制造和市场应用已成为战略性选择。以分布式可再生能源发电为基础,储能技术为承载核心的多能互补、双向互动将展现第三次工业革命的发展愿景。