储能技术在现代配电网中的应用(2)

SMES的ms级响应、大容量功率/ 能量传递的特性适用于提高大电网动态稳定性。能在系统发生故障或受到扰动时能够快速地吸收/发出功率,减小和消除扰动对电网的冲击, 消除互联电力系统中的低频振荡,抑制同步振荡和谐振,并在扰动消除后缩短暂态过渡过程, 使系统迅速恢复稳定状态,提高系统运行的可靠性。

2.3 提高电能质量

大容量储能技术可以用于提高配网电能质量,提高系统电压稳定性;为系统提供备用, 调峰、调频、调相, 电力系统稳定器等。

当用户侧对电能质量和电压波形要求较高时,例如电子芯片制造业,这时就需要把储能系统接在负荷侧, 与先进的电力电子技术相结合,可以减小系统的谐波畸变。实现高效的有功功率调节和无功控制,快速平衡系统中由于各种原因产生的不平衡功率,消除电压凹陷和凸起,使全系统中各机组和负荷节点的电压保持在正常运行水平,平稳负荷的母线电压,保证用户电压波形的平滑性, 从而能有效地提高供电的电能质量。

从技术上来说, 现在已经可以利用储能装置为每一个用户(家用、商用或者工业用户)提供不间断的高质量供电电源,而且可以让用户自主选择何时通过配电回路从电网获取电能或向电网回馈电能。用户用电的安全可靠性大大提高,停电次数、时间和停电损失大幅减少, 经济效应和社会效应明显。

2.4 延缓配网升级, 降低成本

当某一线路负荷超过其容量时, 则需要对配电网进行升级或者增建, 传统的措施包括升级或者增建变电站变压器、输配电线路等。传统的电网规划或电网升级扩建成本很高, 尤其是在拥挤的城市区域。

在储能技术不断成熟以及装置成本持续降低的前提下, 面对负荷增长将要超过配电线路负载能力时, 电力公司可考虑在(1)过负荷情况较少出现并且过负荷只是发生在某天的几个小时内;(2)负荷增长缓慢;(3)配电网升级资金昂贵,小容量的储能可以延缓相对较大的投资,“杠杆”作用很明显;4)传统的升级方法行不通,比如无线路走廊, 考虑环境和美观因素等不能铺设线路等情况下, 利用安装在过负荷节点的较小容量的储能装置来延缓输配电网升级所带来的较大的资金投入,延缓配网升级[4]。

储能系统一旦形成规模效应, 可以通过储能系统提高发电和输配电环节的设备利用率,减少相应的电源和电网建设费用。这将彻底改变现有电力系统的建设模式,促进其从外延扩张型向内涵增效型转变。

3 提高智能电网兼容性

对于国内外正在积极研究的智能电网, 分布式能源接入配电网使得各支路潮流不再是单方向流动, 将对电网带来较大影响[5]:

(1)DG直接接入配电网后,会引入各种扰动,从而引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等电能质量问题。

(2)当配电网发生故障时,并网的DG可能会与线路电容发生铁磁谐振而造成过电压, 损坏变压器等电气设备, 扩大停电事故,降低系统安全可靠性。

(3)DG发电量的高度不确定性使得DG的直接并网会增大负荷预测和调度运行管理的难度,降低系统可靠性;如果仅将DG作为备用电源,则将会造成资源浪费,影响电网效益。

储能技术是实现智能电网能量双向互动的中枢和纽带,DG接入带来的这些问题通过合理的装设储能装置能够得到很好的解决, 是未来电网发展最重要的推动力之一。

4 结语

储能技术的应用, 将很好地提高系统的可靠性,提高电能质量,缓解电量的供需不平衡。不同储能形式有各自的特点、优势和适用环境, 应用时需综合考虑经济性和技术性。随着储能技术向大容量,低成本发展,技术日益成熟,比将在未来电网中得到广泛应用, 对现代化的电能生产、输送、分配和利用产生深刻影响;但是,储能技术的规模化应用, 势必为电力系统引入的可控负荷容量在数值上足以影响电网安全运行, 需要深入研究其能量管理及运行控制模式, 使之有利于电网安全稳定运行。

参考文献

[1] 程时杰,文劲宇,孙海顺.储能技术及其在现代电力系统中的应用[J].电气应用,2005(24):1-8.

[2] 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,2008,4(32):1-9.

[3] 程时杰,李刚,孙海顺,文劲宇.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,2009,2(25):1-7.

[4] 夏翔,雷金勇,甘德强.储能装置延缓配电网升级的探讨[J].电力科学与技术学报,2009,9(24):33-39.

[5] 刘东,黄玉辉,陈羽,柳劲松.基于大规模储能系统的智能电网兼容性研究[J].电力系统自动化,2010,1,25(34):15-19.