储能技术在分布式发电中的应用(2)

钠硫和液流电池则被视为新兴的、高效的且具广阔发展前景的大容量电力储能电池。钠硫电池储能密度高，体积仅为普通铅酸蓄电池的1/5，系统效率可达80%，单体寿命超过10年，且循环寿命超过6000次，便于模块化制造，建设周期短[12]。液流电池电化学极化小，能够100%深度放电，储存寿命长，额定功率和容量相互独立，并可自由设计储藏形状。液流电池已有钒–溴、全钒、多硫化钠/溴等多个体系，其中，全钒液流电池可避免正负极活性物质交叉污染，成本低、寿命长，已成为液流电池体系中主要的商业化发展方向[13]。

2.5 其他储能方式

其他储能方式包括抽水蓄能、压缩空气储能(compressed air energy storage，CAES)、蓄热和蓄冷储能等。抽水蓄能电站必须配备上、下两个水库，对建站地点要求苛刻，但是运行简单，可靠且使用期较长[14]。CASE电站建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站，寿命长，响应速度快，但其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制[15]。热能存储常和STES(solar thermal electric steam)电厂结合起来，这种储能方式比较可靠，成本相对低廉。蓄冷常见的主要是水蓄冷和冰蓄冷，转换效率分别为90%和80%。水蓄冷优点是不改变制冷机的空调工况，但水的蓄冷密度低(33.4kJ/kg)，所需蓄冷池体积大，冷量损耗也大。冰蓄冷相变潜热为334.4kJ/kg，容积大幅减小，这种系统运行管理方便，能为系统提供2℃~4℃的冷冻水，主要缺点是需要较大的制冷量[16]。表1为部分储能技术的性能比较。

3 分布式系统对储能的要求

分布式发电是发电单元和储能单元的组合，光伏、风电和燃料电池都是非常典型的分布式电源。具有以下特点：①非常接近终端用户;②容量很小，一般为几十千瓦到几十兆瓦;③能孤立运行或者并网，一般接在380V或10kV线路上[2]。此外，光伏发电中的储能装置，常处于放电状态，放电深度不规则，而且一次充电时间短。而风电系统中的储能装置，放电时间分布比较均匀，充放电率比光伏大得多，也很少会处于欠充电状态。

3.1 并网运行的一般要求

分布式电源所产生的电能具有显著的随机性和不确定性特征，并网对系统的影响主要取决于其穿透功率极限，根据欧洲国家的一些统计数据，穿透功率达到10%是可行的。所以，除非很大的负荷就在并网逆变器附近或者电网很弱，可以认为DG发出的功率完全被电网吸收[17]，但能量存储可起到平抑系统扰动、维持发电/负荷动态平衡、保持电压/频率稳定的重要作用。要达到维持发电/负荷动态平衡的目的，储能必须具有大容量能量/功率吞吐能力。而为了保持系统电压/频率稳定，储能就得具有ms级响应速度和一定容量的功率补偿能力。基于光伏功率预测的并网光伏储能容量计算：