基于风能和太阳能复合储能系统控制的混合动力微型智能电网的研究

基于风能和太阳能复合储能系统控制的混合动力微型智能电网的研究

Bo Wang, Baohui Zhang, Zhiguo Hao

State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment

School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University

Xi’an, China

yayahere@https://www.sodocs.net/doc/a116290048.html,

摘要：能源是人类社会生存与发展的物质基础，更是国民经济发展的基础。化石能源的大量开发和利用，造成大气环境的污染与生态环境的破坏。而且化石能源正在逐渐枯竭，为人类的能源体系敲响了警钟。太阳能和风能都是无污染的可再生能源，它们的开发和利用受到世界各国普遍的关注。太阳能和风能两种发电方式各有其优点，但它们都受到气候和地理环境的影响制约。一般而言，一般冬季风大，太阳辐射强度小；夏季风小，太阳辐射强度大，两种发电方式可以相互补充利用，能够提高发电的稳定性和可靠性。

关键词：电池、超级电容器、复合材料、能源存储、DIgSILENT / PowerFactory

1．介绍

风能和太阳能作为可利用和可再生自然能源，在转换电能的过程中都受到季节、地

理和天气气候等多种因素制约。但是，两者的变化趋势基本相反，扬其各自之长，补其

各自之短，相互配合利用，因地制宜，能发挥出最大的作用。有鉴于此，很多人都着手

风能、太阳能的综合利用研究。

微计算机控制技术和电力电子技术是风光互补发电系统研究的一个重要方面。迅猛发展的微计算机控制技术和电力电子技术可提高风光互补发电系统的供电高效性和运行稳定性。通过电力电子技术来实现风力发电和太阳能发电的最大输出功率追踪以及负载端的交流/直流逆变输出等功能。绿色能源发电的特点之一就是输入为不可控的能源，其电压和频率都在不断的变化，且有些输出的是直流，有些输出的是交流；电力变换有直流-交流、交流-直流和交流-直流-交流等等，随实际情况而变。风光互补发电系统可以集中式发电，也可以非集中式发电（靠近用户的分布式发电），文献还介绍了微网供用电系统（容量规模小于30MW），它是分布式发电的一个研究热点。由此可见，电力电子与绿色能源的发展是密不可分的。

太阳能风光互补发电系统研究的另一方面集中在系统的计算机仿真和优化设计。利用计算机软件强大的功能，对一个太阳能风能互补发电系统进行精确的模拟运行，根据输入的发电系统的结构、负载特性以及安装地点风力、日照强度数据获得运行结果。在系统性能优化

方面，它通过设定最小值的方式把技术性能转变成约束，然后，通过循环迭代的方法，在满足约束的系统方案中寻找最经济的系统配置，把问题转换成单目标优化问题进行处理。

2．能量存储系统在微型智能电网的应用

风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能发电阵列、控制器、蓄电池组、逆变器、系统监控、直流交流负载等部分组成，如图1-1。

发电部分：一般由一台或几台风力发电机组和太阳能发电阵列组成，完成风能—电能、光能—电能的转换。

蓄电池组：蓄电池在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电机和太阳能发电阵列输出的电能转化为化学能储存起来，以供电能不足时使用。在常用的蓄电池中，主要有铅酸蓄电池、碱性镍蓄电池和铁镍蓄电池。其中铅酸蓄电池价格低廉、性能可靠、安全性高，且技术上又不断进步和完善,得到了广泛的应用。

控制器：完成系统各部分的连接、组合以及蓄电池充电的自动控制。该装置能根据日照强弱、风力的大小及负荷的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流负载或交流负载；另一方面把多余的电能送往蓄电池组储存。当发电量不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载，使其在充电、放电或浮充电等多种工况下交替运行，从而保证风光互补发电系统工作的连续性和稳定性。

逆变器：由一台或几台逆变器组成。逆变器把蓄电池中的直流电能变换成为标准的220V 交流电,保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量。风力发电和太阳能电池发电都可输出直流电，同时可用蓄电池充电,然后靠蓄电池向负荷提供稳定的电能。若用户使用交流电器,通过加载逆变器,将直流电变为交流电。由于系统采用了风能、太阳能发电互补的结构形式,具有较广的应用范围。

系统监控：风光互补发电过程控制系统比较复杂,工业上采用过程控制技术，对系统的运行工况进行监测控制和智能化管理。根据系统的特点,现场控制层是对各类传感器、变送器和执行器的控制,实现对现场数据采集和过程控制。智能监控系统分为二层:底层是基于微处理器芯片的监控层,负责实现对单台设备的运行进行优化控制和参数设定,同时具备与上层通信的能力；顶层是基于微机的协调管理层,主要用于现场数据处理,同时处理多台并列运行时的协调控制及并网发电问题。

3.系统的建模

（1）风力发电机的建模

太阳能电池是把光能转换成电能的一种半导体器件。当阳光照射到太阳电池上，光子所含的能量被太阳发电板吸收，产生光生伏打效应。将太阳发电板两极用导线连成回路后形成光生电流。

当光照射到半导体上时，光子将能量提供给电子，电子将跃迁到更高的能态。在这些电子中，作为实际使用的光电器件里可利用的电子是：价带电子、自由电子或空穴和存在于杂质能级上的电子。太阳电池可利用的电子主要是价带电子，由价带电子得到光的能量，跃迁到导带的过程决定了光的吸收，这称为本征或固有吸收。

太阳电池能量转换的基础是PN 结的光生伏特效应。当光照射到PN 结上时，产生电子-空穴对，在半导体内部PN 结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入N 区，空穴流入P 区，结果使N区储存了过剩的电子，P 区有过剩的空穴。它们在PN 结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使P 区带正电，N 区带负电，在N 区和P 区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流scI 流过，这个电流称作短路电流。另一方面，若将PN 结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N 区和P 区，使N 区的费米能级比P 区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差ocV 。可以测得这个值并称为开路电压。由于此时PN 结处于正向偏置，因此上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定ocV 的值。其示意图如2-1、2-2所

（2）光伏电池的建模

风能由于其自身特性使得它未被人们充分利用。风能资源通常远离负荷中心，风电场的输出随着风速风向的变化而变化，风力发电的特性目前尚未完全明确，所以制约了风力发电的发展。由于风能的特殊性，与常规的水火电系统相比风电系统具有很大的差别，其主要差别主要表现在四个方面。

第一方面：风能的随机性。风速随着大气的气温、气压、湿度、干度、太阳及月亮的活动和风电场地形地貌等因素的不同而不同，是随机和不可控的，这样作用在风力机叶片上的风能也就是随机的和不可控制的。

第二方面：风力机转动惯量大。风能密度分布相对比较低，为了尽可能捕获较多的风能，风力机转动的叶片直径必须做的很大，中大型风力发电机组转动叶片直径更是长达几十米之多。显然，巨大的转子叶片的直径，必然使得风力机具有较大的转动惯量。

第三方面：风力机与发电机之间连接是柔性连接。为了有效的转换风能，风力机转子由于受到风能转换效率的限制，叶尖速率比入不可能很大，风力机的转子转动的速度不会很高，与发电机转动的速度相差比较大，发电机与风力机之间不能直接相连，必须通过一定变比的升速齿轮箱进行传动。这样发电机与风力机之间的刚性度大大降低。换句话说，风力机和发电机两大系统之间是柔性连接的。第四方面：对异步发电机来说，大规模的风力发电系统一般采用异步发电机直接并网的运行方式。通常机端配备有补偿电容器组，以提供异步发电机在启动和运行时所需要的励磁无功。异步发电机的频率由大系统来决定，风能的变化将引起异步发电机转差的变化，相应地其注入电网的有功和吸收的无功也要随着风速的变化而变化，这将导致系统，特别是风电场附近电网母线电压的波动，严重时还可能引起电压闪变。

4.仿真结果

建立的仿真模型和所用的仿真工具DIgSILENT / PowerFactory是整个系统的关键，包括风力涡轮机(100千瓦),光伏电池(50 kw)以及一些负载蓄电池和超级电容器。为了确认转运的有效性,a模拟只要240秒进行24小时数据的风速、太阳辐射和负载功率变化。

（1）负载变化

风速和太阳辐射的变化显示在下图中。由于风力发电机和光伏电池翻译模型使用MPPT 控制,当风速和太阳能辐射的变化,每个源的输出功率都会发生相应的变化。

微型电网的总负载功率的变化图8所示。活动负载功率的变化最低20千瓦，最高110千瓦。

（2）功率流

转运的功率流如下图所示。红色的实线是净微型电网的负载功率,而蓝色点线蓄电池的输出功率，绿色点划线是超级电容器的输出功率。

图10显示了电池的SOC和终端在模拟电压的超级电容器。SOC的变化缓慢且平稳,而终端电压急剧变化迅速。由于快速的响应时间超级电容器。

（3）在PCC频率和电压下的功率流

为了证实仿真建模可以进一步转运,仿真进行了三种情况:电池和超级电容器的工作,只有电池工作,没有电池和超级电容器的工作。如图11所示，当电池和超级电容器工作时,可以控制功率流为零通过仿真过程。只有电池工作时,网络负载功率的高频部分不能运转之后,有几个峰值功率流。按照电池和超级电容器的工作原理,活跃功率流从45千瓦到-30千瓦不等,影响力量网格质量的分布。

PCC的频率和电压总线进行了说明图12所示。可以推断,频率变化小的模拟,而电压波动随着微电网与无功功率流网格分布。

5．结论

本文提出了一个由风力和光伏电池复合储能系统控制的混合微电网。考虑到需求之后能量存储系统在微电网技术和应用三种能量存储系统的性能电池和超级电容器已被选定来弥补转运。通过进行微电网模型建立及相关实证研究，仿真结果证实了所提出太阳能和风能复合储能系统控制的混合动力微型智能电网提出的适用性和有效性运气以及相应的控制策略。

6．致谢

主要感谢提供专项资金的国家，尤其是中国等基础研究项目对重点实验室电气绝缘和电力设备的支持工作。

7．参考文献

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微电网中的储能技术研究

微电网中的储能技术研究 发表时间：2017-11-16T20:32:52.097Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：桂宝利 [导读] 摘要：面对日益复杂的电力系统和日趋严重的生活环境，微电网对电力发展越显重要，它可促进可再生能源分布式发电的并网，有利于可再生能源的应用，对当下我国新能源建设有着重要意义，本文针对微电网中的储能技术这一方面进行研究分析，介绍储能技术在微电网中的作用和几种常用储能方式，在此基础上着重介绍超级电容器这种储能方式。 （国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000） 摘要：面对日益复杂的电力系统和日趋严重的生活环境，微电网对电力发展越显重要，它可促进可再生能源分布式发电的并网，有利于可再生能源的应用，对当下我国新能源建设有着重要意义，本文针对微电网中的储能技术这一方面进行研究分析，介绍储能技术在微电网中的作用和几种常用储能方式，在此基础上着重介绍超级电容器这种储能方式。 关键词：微电网；储能技术；超级电容器 引言： 微电网是对大电网出现的某些问题的有效补充，开展微网技术的研究不但有利于推动新能源和可再生能源的开发与利用，对目前电网建设也具有重要的现实意义。而微电网中储能系统又是其重要的环节，有很大的市场前景，利用储能技术将太阳能、风能等无污染可再生能源储存在储能系统中，适时提供电能，不需要投资大的发电站，又能有效应用可再生能源，对电网的电能质量、电网稳定性以及供电可靠性都有很大的提升。本文阐述了储能技术在微网中的作用，对常用几种储能方式的优缺点进行了分析，着重对超级电容器这种储能方式的应用前景进行分析介绍。 1储能技术在微电网中的作用研究 微电网一方面利用了可再生能源分布式发电，但另一方面因为大部分可再生能源不稳定，很容易跟随外界条件的变化而变化，降低了电网电能质量，对电网的安全稳定运行造成了影响。而将储能技术应用在微网中，将极大的有利于微电网的快速发展。 （1）提供短时供电 微电网存在两种典型的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下，微电网与常规配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量事件时，微电网将及时与电网断开独立运行。在两种模式的转换中，往往会有一定的功率缺额，在系统中安装一定的储能装置储存能量，就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡，保证系统的稳定。 （2）电力调峰 由于微电网中的微源主要由分布式电源组成，其负荷量不可能始终保持不变，并随着天气的变化等情况发生波动。另外一般微电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波动就会对微电网的稳定运行造成十分严重的影响。对于微电网，如果使用调峰电厂，运行昂贵，实现困难，并不现实。储能系统可以有效地解决这个问题，它可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给微电网以调节功率需求。 （3）改善微电网电能质量 微电网要作为一个微源与大电网并网运行，必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。此外，微电网也必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。通过对微电网并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量的目的。 （4）提升微电源性能 多数可再生能源诸如太阳能、风能、潮汐能等，由于其能量本身具有不均匀性和不可控性，输出的电能可能随时发生变化。这就决定了系统需要储能装置来储存能量，起到过渡的作用，提升微电源性能。 2储能技术的几种方式 微电网中的储能方式有下面几种： （1）蓄电池 蓄电池储能是目前微电网中应用最广泛、最有前途的储能方式之一。蓄电池储能可以解决系统高峰负荷时的电能需求，也可用蓄电池储能来协助无功补偿装置，有利于抑制电压波动和闪变。但蓄电池的充电电压、电流不能太大，要求充电器具有稳压、稳流和限压、限流的功能，所以它的充电回路也比较复杂。另外充电时间长，充放电次数仅数百次，因此限制了使用寿命，维修费用高。如果过度充电或短路容易爆炸，不如其他储能方式安全。由于在蓄电池中使用了铅等有害金属，所以其还会造成环境污染。 按照蓄电池电源使用化学物质的不同，又可以分为：铅酸蓄电池、锂离子电池、其他电池，诸如钠硫电池、液流钒电池、石墨烯电池等。 （2）超导储能 超导储能系统(SMES)利用由超导体制成的线圈，将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来，在需要时再将储存的能量送回电网或直接给负荷供电。SMES与其他储能技术相比，由于可以长期无损耗储存能量，能量返回效率很高；并且能量的释放速度快，通常只需几秒钟，因此采用SMES可使电网电压、频率、有功和无功功率容易调节。但是，超导体由于价格太高，造成了一次性投资太大。 （3）飞轮储能 飞轮储能技术是一种机械储能方式。早在20世纪50年代就有人提出利用高速旋转的飞轮来储存能量，并应用于电动汽车的构想。但是直到80年代，随着磁悬浮技术、高强度碳素纤维和现代电力电子技术的新进展，才使得飞轮储能才真正得到应用。 （4）超级电容器储能 超级电容器是由特殊材料制作的多孔介质构成，与普通电容器相比，它具有更高的介电常数，更大的耐压能力和更大的存储容量，又保持了传统电容器释放能量快的特点，逐渐在储能领域中被接受。下面专门就超级电容器进行详细介绍。 3 超级电容器储能方式简介 超级电容器作为一种新型的储能器件，因为其无可替代的优越性，成为微电网储能的首选装置之一。超级电容器储能系统在电力充足

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永兴岛智能微电网系统项目解决方案

永兴岛供电及海水淡化解决方案 永兴岛是省三沙市政府驻地，是南海群岛重要的军事政治中心。永兴岛中心地处北纬16°52′，东经112°20′，呈椭圆形，东西长约1950米，南北宽约1350米，面积约2.6平方公里，平均海拔5米。 缺电缺水是海岛居民面临的主要问题。2014年前，永兴岛供电基本依赖柴油机组。2014年增建光伏微电网，配置了500kW光伏发电系统和1MWh储能系统，缓解了供电紧的问题。随着岛建设和发展，原有供电设施已经难以满足岛的用电需求。 为此，我公司提出如下永兴岛供电及海水淡化解决方案： 建设10kV单环网微电网系统，配备5MW集中式光伏系统和18MWh储能系统，白天充分利用新能源发电，夜间使用储能放电保证负荷供电。 另外，配置海水淡化工程作为可调负荷，满足白天消纳光伏。 新建的微电网系统与原有的10kV系统无缝对接为双环网系统，保障1～2MW的24小时稳定军用供电，同时提供岛其他居民用电。

方案一 高压保护装置 能量管理系统 永兴岛微电网系统一次拓扑图 PCS 10kV交流环网 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 1# 400V交流母线2# 400V交流母线 高压保护装置 低压保护装置 变压器T1 10kV/0.4kV 差动保护装置 柴油发电机民用负荷 光伏阵列 交流环网柜交流环网柜 光伏阵列储能电池 PCS 军用负荷 PCS 中央控制器 海水淡化系统 1.1光伏系统 5MWp双玻光伏发电系统

●双玻光伏组件 ?三防性能优良 ?占地约0.1平方公里 ●500kW集中式光伏逆变器 ?效率98%以上、PQ可调 1.2 储能系统 18MWh集装箱式储能系统 ●53寸海岛型集装箱 ?优选关键器件 ?加强三防工艺 ?多级盐雾过滤 ?控温除湿 ●国首创4C兆瓦级系统 ?单个集装箱可达3MWh ?深充深放八千次 ?浅充浅放十万次 ?电池寿命：10年 ?充放电毫秒级响应、分钟级支撑 ?并离网无缝切换 ?VF无限并机 1.3 海水淡化系统 1～3MW集装箱式系统 ●低能耗、高效率 ●单个箱体参数： ?制水能力：1000吨/天

微电网储能技术

微电网储能技术 0引言 在过去的几十年里，电力系统已发展成为集中发电、远距离输电的大型互联网络系统。但是近年来随着用电负荷的不断增加，而电网建设却没有同步发展，使得远距离输电线路的输送容量不断增大，电网运行的稳定性和安全性下降。并且现阶段用户对电能质量和电力品质的要求越来越高，以及环境和政策因素使这种传统的大电网已经不能很好地满足各种负荷的要求。鉴于上述问题，经过不断的发展，逐步形成了一种特殊电网形式：微电网。而储能系统作为微电网中必不可少的部分，发挥了至关重要的作用[1-2]。 微电网可被看作电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内反应来满足外部输配电网络的需求，增加本地可靠性，降低馈线损耗，保持本地电压，保证电压降的修正或者提供不间断电源。微电网可以满足一片电力负荷聚集区的能量需要，这种聚集区可以是重要的办公区和厂区，或者传统电力系统的供电成本太高的远郊居民区等。由于我国大部分地区是农村地区，供电可靠性不高，断电事故时有发生，然而提高可靠性的成本又相当昂贵。如果在负荷集中的地方建立微电网，并利用储能系统储存电能，当出现短时停电事故时，储能系统就能为负荷平稳地供电。 因此，储能系统在微电网中有非常大的市场前景，对电网的电能质量、电网稳定性以及供电可靠性都有很大的提升。太阳能、风能等无污染可再生能源储存在储能系统中，适时提供电能，不需要投资大的发电站，也不需要复杂的输送电网，是一种投资少、又能有效应用可再生能源的节能措施。 1储能技术在微电网中的作用 1.1提供短时供电 微电网存在两种典型的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下，微电网与常规配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量事件时，微电网将及时与电网断开独立运行。微电网在这两种模式的转换中，往往会有一定的功率缺额，在系统中安装一定的储能装置储存能量，就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡，保证系统的稳定。在新能源发电中，由于外界条件的变化，会导致经常没有电能输出（光伏发电的夜间、风力发电无风等），这时就需要储能系统向系统中的用户持续供电。 1.2电力调峰 由于微电网中的微源主要由分布式电源组成，其负荷量不可能始终保持不变，并随着天气的变化等情况发生波动。另外一般微电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波动就会对微电网的稳定运行造成十分严重的影响。为了调节系统中的峰值负荷，就必须使用调峰电厂来解决，但是现阶段主要运行的调峰电厂，运行昂贵，实现困难。 储能系统可以有效地解决这个问题，它可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给微电网以调节功率需求。储能系统作为微电网必要的能量缓冲环节，其作用越来越重要。它不仅避免了为满足峰值负荷而安装的发电机组，同时充分利用了负荷低谷时机组的发电，避免浪费。 1.3改善微电网电能质量 近年来人们对电能质量问题日益关注，国内外都做了大量的研究[3-4]。微电网要作为一个微源与大电网并网运行，必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。此外，微电网必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。储能系统对于微电网电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对微电网并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量的目的。 对于微电网中的光伏或者风电等微电源，外在条件的变化会导致输出功率的变化从而引起电能质量的下降。如果将这类微电源与储能装置结合，就可以很好地解决电压骤降、电压

大规模储能系统的智能电网兼容性研究分析

基于大规模储能系统地智能电网兼容性研究 基于大规模储能系统地智能电网兼容性研究 廖怀庆 1 , 刘东 1 ,2 , 黄玉辉 1 , 陈羽 1 , 柳劲松 1 (1. 上海交通大学电气工程系 , 上海市 200240 ; 2. 国家能源智能电网 (上海) 研发中心 , 上海市 200240) 摘要 : 有效协调小容量分布式发电 ( dist ributed generation ,DG) 和集中式可再生能源发电 (collected renewable generation ,CRG) 是中国未来智能电网发展地重要特征 .分散储能系统 (dist ributed energy storage sy stem ,DESS) 和集中储能系统(mass energy storage system ,MESS) 将在大容量 CRG 和小容量 DG 地安全、稳定接入大电网中发挥重大作用 . 文中在对智能电网兼容性问题进行深入分析地基础上 ,探讨了考虑电网供蓄特性地协同调度 ,提出了涵盖输配电网 CRG2MESS 供蓄配置以及微网 DG2DESS 供蓄配置地智能电网兼容性解决方案 . 关键词: 智能电网; 兼容性; 可再生能源发电 ; 分布式发电; 储能系统; 统一控制 收稿日期 : 2009209203 ; 修回日期 : 2009211209 . 0 引言 在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出地背景下 ,开发清洁能源 ,发展低碳经济 ,实现能源优化配置 ,成为了世界各国地共同选择 .水力、风力、太阳能、生物质能等可再生能源发电将被大规模开发利用 ,根据其接入电网地方式可分为分布式发电 ( dist ributed generation ,DG) 和集中式可再生能源发电(collected renewable generation ,CRG) . 为顺应新能源时代 ,中国正在建设以特高压电网为骨干网架 ,各级电网协调发展 ,以数字化、自动化、互动化为特征地自主创新、国际领先地坚强智能电网[ 122 ] . 智能电网将以现代信息、通信、电力电子、储能、控制、管理和计量等先进技术形成覆盖电力生产、传输、消费全过程、全业务地信息网络 ,实现电力流、资金流、信息流高度整合与协同运作 , 构建具有“自愈、兼容、优化、互动、集成”五大特性地柔性电力网络系统 .特别是通过新型储能系统 ( energystorage system , ESS) 地优化配置及控制 [324 ] , 支持 大规模可再生能源地接入 ,有效兼容间歇性地集中与分散式发电 ,成为智能电网适应未来经济社会发展和新能源革命地一个先决条件 [526 ] . 目前 ,为了保证电网地安全 , IEEE 1547 标准针对分布式能源地并网规定 :当电力系统发生故障时 ,DG 必须马上退出运行 .这大大限制了分布式能源效能地充分

各种储能系统优缺点对比

史上最全储能系统优缺点梳理 谈到储能，人们很容易想到电池，但现有的电池技术很难满足电网级储能的要求。实际上，储能的市场潜力非常巨大，根据市场调研公司Pike Research 的预测，从2011年到2021年的10年间，将有1220亿美元投入到全球储能项目中来。而在大规模储能系统中，最为广泛应用的抽水蓄能和压缩空气储能等传统的储能方式也在经历不断改进和创新。今天，无所不能(caixinenergy)为大家推荐一篇文章，该文章分析了目前全球的储能技术以及其对电网的影响和作用。 现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能。目前世界占比最高的是抽水蓄能，其总装机容量规模达到了127GW，占总储能容量的99%，其次是压缩空气储能，总装机容量为440MW，排名第三的是钠硫电池，总容量规模为316MW。 全球现有的储能系统 1、机械储能 机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。 (1)抽水蓄能：将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低的水库抽到地势高的水库，电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电，效率一般为75%左右，俗称进4出3，具有日调节能力，用于调峰和备用。 不足之处：选址困难，及其依赖地势;投资周期较大，损耗较高，包括抽蓄损耗+线路损耗;现阶段也受中国电价政策的制约，去年中国80%以上的抽蓄都晒太阳，去年八月发改委出了个关于抽蓄电价的政策，以后可能会好些，但肯定不是储能的发展趋势。 (2)压缩空气储能(CAES)：压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞

大型智能微电网储能项目技术方案电池及管理系统部分

国外某大型智能微电网项目电池及电池管理系统方案（25.5MWh储能） 深圳蓝锂科技有限公司 二○一七年一月

一、电池及电池管理系统方案设计概要 众所周知，在储能项目中，电池管理的最重要意义在于提高串联电池组的循环寿命。在一般应用中，串联电池组的寿命不到单体电池寿命的一半。本项目串联数量高达425串，其中任意一个电池损坏将影响整组电池输出容量，同时将同组其他电池带坏。电池的不均衡性也是客观存在的，这种不均衡性也会导致成组电池特性变差。以上现象出现后，都会形成恶性循环，导致成组串联电池实际循环寿命的大大下降。 本方案的设计主要技术特点： 1)监测到系统中每一节电池的电压、电流、SOC、SOH及温度，并通过系统软 件自动找出落后电池与故障电池，在单体电池小于同组电池平均值的90%（可设置）时，给出维护建议，小于80%时，给出更换建议。 2)选用最优质品牌电池供应商，降低单体电池的不一致性。 3)提供一定的均衡电流，降低浮充阶段由于电池一致性导致的不均衡充电。 4)全自动化管理模式，通过一套系统、一个屏幕管理所有8500只电池，故障 及落后电池自动检出，大大降低对维护人员的技术要求。 5)每组电池设置中控模块，提供7吋显示屏显示电池状况及故障位置，为电池 组脱离母线后的维修维护提供方便。 6)支持远程监控 系统分为3级架构： ●BMU单元 负责电池模组（16个电池）的检测与均衡 ●中控模块 负责电池组（16x26+9=425只电池）27个BMU单元的数据收集、 整理、计算、控 制，负责与PCS和总控台交换数据及控制命令。 ●总控台 由一台服务器及交换机和系统软件组成，负责收集20个中控模块 （8500只电池） 的数据，根据大数据的处理结果，形成警告、报警、维护等命令。 负责与上级系统 交换数据，提供远程监控模式。

电力储能产业完整版

电力储能产业标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

电力储能产业上市公司 1.阳光电源 是一家专注于太阳能、风能、储能等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风能变流器、储能系统、电动车电机控制器，并致力于提供全球一流的光伏电站解决方案、储能及微电网解决方案。其中光伏电站解决方案包括：荒漠电站、屋顶电站、山丘电站。能及微电网解决方案主要有储能并网系统、光储微电网系统、燃料节约系统，主要应用与厂矿、企业、村落、通讯基站、光伏、风能发电站、地铁、港口医院等。 太阳能光伏逆变器产品继续稳居国内市场占有率第一，光伏电站系统集成业务也快速发展。 公司布局储能电源领域公司与三星SDI株式会社与2014年11月在韩国釜山签订了正式的合资合约，双方将在合肥建立合资公司，携手开展电力用储能系统相关产品的研制、生产和销售。依据计划，双方将在合肥高新区新设立储能电池和储能电源两个合资公司，分别从事电力用锂离子储能电池包的开发、生产、销售和分销，及电力设施用变流设备和一体化储能系统的开发、生产、销售和分销。双方约定，将充分利用各自优势，强强联合，共同开拓电力储能市场，并致力于成为全球领先的储能产品及系统解决方案供应商。 2.南都能源 公司主营业务为通信后备电源、动力电源、储能电源、系统集成及相关产品的研发、制造、销售和服务；主导产品为阀控密封蓄电池、锂离子电池、燃料电池及相关材料。产

品广泛应用于通信、电力、铁路等基础性产业；太阳能、风能、智能电网、电动汽车、储能电站等战略性新兴产业；电动自行车电池、通讯终端应用电池等民生产业。 公司战略目标：致力于成为全球的通信后备电源、储能应用电源、动力电源和新能源应用领域系统解决方案的领导者。在储能应用领域，拥有大型储能、离网储能、分布式储能的系统设计及集成技术；在动力应用领域，拥有电动汽车、电动叉车、电动自行车等车用超级电池、锂离子电池技术；在通信应用领域，拥有IDC等交换机房用、基站用、UPS用等阀控电池、锂电池、燃料电池技术，其中适用于高温环境下的环保节能电池为国际首创，具有巨大的经济及生态效益；在新型材料方面，拥有锂离子电池正负极材料、阀控电池正负极材料、电解质材料等多项核心技术。 公司主营业务： 储能领域： 2014年，公司储能业务实现销售收入15,969.52万元，同比增长14.69%。公司继续保持行业领先地位，在大规模储能、分布式储能、户用储能等领域齐头并进，各类系统解决方案及产品日趋成熟。在大规模储能及分布式微网储能领域，公司以锂电和铅炭电池核心技术为基础，提供全面系统解决方案，完成了国家风光储输示范工程项目（国家电网主导、国内影响力最大的新能源综合示范项目）、广东电科院广成铝业 1.5MW蓄能项目（科技部863项目）、浙江鹿西岛4MWh新能源微网储能项目（科技部863项目）等项目的装机运行，并在一系列新的示范项目中中标。 3.科陆电子 科陆电子是智能电网、新能源、节能减排产品设备研发、生产及销售方面的龙头企

微电网储能系统建模与分析

D-527 微电网储能系统建模与分析 陈琳浩1 ，张保会2 西安交通大学电气工程学院 Email: chen.3@https://www.sodocs.net/doc/a116290048.html, ，BHZhang@https://www.sodocs.net/doc/a116290048.html, 摘 要：微电网存在着并网和孤网两种运行方式。本文对微电网的控制原理进行了分析，讨论了双馈式风力发电机变流器的控制策略；并根据蓄电池和超级电容器的特点给出了储能系统的控制策略；还利用仿真软件建立了包含双馈式风力发电机、蓄电池和超级电容器储能装置的微电网模型；进行了并网和孤岛两种运行模式下的仿真，验证了所提出的储能系统控制策略的可行性和有效性。 关键词：微电网；储能系统；蓄电池；超级电容器 Modeling and Analysis of Micro-grid Energy Storage System Chen Linhao 1 , Zhang Baohui 2 College of Electrical Engineering of Xi'an Jiaotong University Email : chen.3@https://www.sodocs.net/doc/a116290048.html, ，BHZhang@https://www.sodocs.net/doc/a116290048.html, Abstract: Micro-grid exists two kinds of operation mode: interconnection and isloated network operation. In this paper, the control principles of micro-grid are analyzed, and discussed the control strategy of doubly-fed wind turbine type converter; and according to the characteristics of the battery and super capacitor energy storage system control strategy is given. Using simulation software set up also contain doubly-fed wind generator, storage battery and super capacitor energy storage device of micro grid model; The interconnection and the islands of the simulation of two kinds of operation mode, verified the feasibility and effectiveness. Keywords: micro-grid; energy storage system; storage battery; super-capacitor 1 引言 随着分布式能源的应用越来越广泛，电源功率的随机性和波动性对配电网产生了不利的影响，人们提出了微电网的概念，而微电网的运行离不开储能系统的支撑。参考文献[1-4]指出储能装置的主要功能：负荷调节作用，实现峰值转移；维持系统动态稳定，减小功率波动；提高调度能力，使分布式发电单元作为调度机组单元运行；提高分布式电源的输出可控性，平滑分布式电源的输出波动，降低对电网的冲击；当微电网脱离大电网独立运行时，能够及时吸收或补充必要的功率，维持微电网短时间孤岛运行。文献[5-7]介绍了双馈式风力发电机的基本原理和励磁方式。文献[8-9]介绍了仿真软件DIgSILENT 中电力元件的模型结构和建模仿真过程。 本文讨论由双馈式风力发电机，蓄电池和超级电容器储能装置组成的微电网的控制策略和建模仿真结果。 2 双馈式风力发电机的基本原理 风能转换设备是整个风力发电单元的始端，是风能与机械能转化核心环节。双馈式风力发电机的功率调节控制方式主要有两类：定桨距失速控制和桨距角控制。为避免复杂的建模与计算，忽略动态迟滞效应，常用的解析风力机模型为： 30.5(,)t P P Av C ρβλ= 112.51(,)0.22(1160.45)P C e λβλλβ?=?? 311(1(0.08)0.0035(1))λλββ?=+?+ 式中：P t 为气动功率；v 为有效风速；β为桨距角；λ为叶尖速比。 风力发电机转子侧变流器通常采用定子磁场矢量定向控制，选择定子磁链向量为d 轴方向参考。定子侧有功功率通过转子电流分量i rd 控制，而定子侧的无功功率可以通过转子电流的励磁分量i rq 控制，实现解耦控制。 网侧变流器通过电压定向控制维持变流器组直流母线电压稳定和变流器交流侧无功控制，实现解耦控制[2]。 此项工作得到国家重点基础研究发展计划（973计划）资助，项目批准号：2009CB219700。

大型智能微电网储能项目技术方案-电

国外某大型智能微电网项目电池及电池管理系统方案 （25.5MWh储能） 深圳蓝锂科技有限公司 二○ 一七年一月 一、电池及电池管理系统方案设计概要 众所周知，在储能项目中，电池管理的最重要意义在于提高串联电池组的循环寿命。在一般应用中，串联电池组的寿命不到单体电池寿命的一半。本项目串联数量高达425串，其中任意一个电池损坏将影响整组电池输出容量，同时将同组其他电池带坏。电池的不均衡性也是客观存在的，这种不均衡性也会导致成组电池特性变差。以上现象出现后，都会形成恶性循环，导致成组串联电池实际循环寿命的大大下降。 本方案的设计主要技术特点： 1) 2)监测到系统中每一节电池的电压、电流、SOC、SOH及温度，并通过系统软件自动找出落后电池与故障电池，在单体电池小于同组电池平均值的90%（可设置）时，给出维护建议，小于80%时，给出更换建议。 选用最优质品牌电池供应商，降低单体电池的不一致性。3)提供一定的均衡电流，降低浮充阶段由于电池一致性导致的不均衡充电。4)全自动化管理模式，通过一套系统、一个屏幕管理所有8500只电池，故障及落后电池自动检出，大大降低对维护人员的技术要求。 5)每组电池设置中控模块，提供7吋显示屏显示电池状况及故障位置，为电池组脱离母线后的维修维护提供方便。 6)支持远程监控

系统分为3级架构：BMU单元负责电池模组（16个电池）的检测与均衡中控模块负责电池组（16x26+9=425只电池）27个BMU单元的数据收集、整理、计算、控制，负责与PCS和总控台交换数据及控制命令。总控台 由一台服务器及交换机和系统软件组成，负责收集20个中控模块 （8500只电池） 的数据，根据大数据的处理结果，形成警告、报警、维护等命令。 负责与上级系统 交换数据，提供远程监控模式。 二、系统原理框图 25.5MWh储能电池组、5MW储能逆变器及升压变系统组成的20KV主干电网原理框图 储能电池计划采用铅炭电池，规格为2V/1500Ah，每425节蓄电池串联组成系统电压为DC850V的蓄电池组，单组蓄电池组储存电能为1.275MWh，本项目共20组蓄电池组共25.5MWh。 直流配电： 两组蓄电池组出线接入1台直流配电柜，在直流配电柜的直流母线上汇流，直流配电柜出线接入1台1MW储能逆变器。

储能微电网的9大关键技术

储能微电网的9大关键技术 现在美国有一个统计，目前最便宜的电价电源是风电，其次是光伏。去年在阿布扎比未来能源公司在中东的出口电价是每千瓦时1.79美分，这个价格已经远远低于传统能源的电价。 国内实施的“光伏领跑者计划”，北控在江苏宝应的投标价为0.47元/kwh，那边的平均上网电价是0.399元。当时光伏的组件是按2.7元/W计算，现在组件已降到了2.2元、2.3元。按照这个趋势发展下去，不管是光伏还是风电，平价上网的目标很快就会到来。可再生能源的经济性是有的，但是解决不了的一个问题就是它的波动性。 能源革命的终极目标是全世界100%的能源来自于光伏、风电、氢能燃料电池等可再生能源。主要有三种供给方式：一是集中式光伏、风电新能源+储能的能源供给方式，二是大型的独立储能电站化学储能、抽水蓄能等，三是以用户侧区域性微电网群（虚拟电厂）为架构的模式。 当新能源+储能的度电成本低于传统的化石能源时，微电网群和集中式新能源+储能的这种模式将会爆发式增长。而作为能源革命的关键技术，微电网及微电网群控制EMS系统、储能系统BMS、PCS 系统将是能源革命成功与否的关键。 关键技术1——项目顶层设计 大规模的储能系统有着不同的应用场景和商业模式，有的储能系统是单一的电网调峰，有的是调峰、调频和调压等多重应用场景的结合。根据不同的项目，大规模储能系统功率的配置和电池的配置、选型也是完全不同的，这个系统目标函数要系统安全、稳定、可靠，要有经济性。 大功率储能系统的顶层设计是非常重要的，涉及到储能功率配置、储能Pack成组和储能容量配置等诸多因素。一个光伏电站平均的储能时间是10分钟还是20分钟、还是50分钟，这个电网是有要求的。比如现在青海要求光伏、风电有10%的储能容量的配比，不同的地方配比是不一样的。另外充放电电流大小、BMS均衡电流大小、调峰容量需求以及一次、二次调频所需时间，这些约束条件和最后要达到的目标之间要确保整个流程设计是闭环的。

浅析智能电网中的储能技术

浅析智能电网中的储能技术 发表时间：2018-06-13T15:08:53.540Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：张雷1 刘佰龙2 [导读] 摘要：随着各种新技术在电网运行中的不断普及，世界电网进入智能电网发展阶段。 （1 鄂尔多斯电业局变电管理一处乌兰木伦运维站内蒙古鄂尔多斯市 017000；2 国电电力大同发电有限责任公司山西省大同市037004） 摘要：随着各种新技术在电网运行中的不断普及，世界电网进入智能电网发展阶段。储能技术是智能化使用能源，解决能源危机的重要技术发展方向，也是发展智能电网的重要基础工作。本文主要就智能电网中智能电网中的储能技术展开初步的分析和探讨，仅供相关人士参考。 关键词：智能电网；储能技术；能源 从本世纪初开始，基于各种高新科技技术的发展，世界电网进入智能电网发展阶段。智能电网具有坚强可靠、自愈能力强、经济高效、透明开放、友好互动、清洁环保等特性。这样的特性十分符合社会经济发展与环保并进的要求。而发展智能电网，储能技术十分重要。储能技术在电力系统中发挥着重要作用，是实现灵活用电，互动用电的基础。 储能技术在包括电力系统在内的多个领域中具有广泛的用途，近年来世界范围内的电力工业重组给各种各样的储能技术带来了新的发展机遇，采用这些技术可以更好地实现电力系统的能量管理，尤其是在可再生能源和分布式发电领域，这种作用尤为明显，在传统的发电和输配电网络中，这些新技术同样可以得到应用。以下简要介绍各种储能技术的基本原理及其发展现状。 1 抽水储能 抽水蓄能电站在应用时必须配备上、下游两个水库。在负荷低谷时段，抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存。在负荷高峰时，抽水储能设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。一些高坝水电站具有储水容量，可以将其用作抽水蓄能电站进行电力调度。利用矿井或者其他洞穴实现地下抽水储能在技术上也是可行的，海洋有时也可以当作下游水库用，1999年日本建成了第一座利用海水的抽水蓄能电站。 抽水储能是在电力系统中得到最为广泛应用的一种储能技术，其主要应用领域包括能量管理、频率控制以及提供系统的备用容量。目前，全世界共有超过90GW的抽水储能机组投入运行，约占全球总装机容量的3%。限制抽水蓄能电站更广泛应用的一个重要制约因素是建设工期长，工程投资较大。 2 先进蓄电池储能 据估计，全球每年对蓄电池的市场需求大约为150亿美元，在工业用蓄电池方面，如：用于UPS、电能质量调节、备用电池等，其市场总量可达50亿美元。在美国、欧洲以及亚洲，正在组建生产电力系统储能用的高性能蓄电池企业。在过去的12至18个月里，已有生产能力达每年300MW的蓄电池生产线投入运行。 铅酸电池是最古老、也是最成熟的蓄电池技术。它是一种低成本的通用储能技术，可用于电能质量调节和UPS等。然而，由于这种蓄电池寿命较短，因此限制了其在能量管理领域中的应用。近年来，各种新型的蓄电池被相继开发成功，并在电力系统中得到应用。 与其他蓄电池相比，锂离子电池的主要优点是储能密度高（300～400kW?h/m3，130kW?h/t），储能效率高（接近100%）和使用寿命长（每次放电不超过储能的80%时可充3000次）。由于具有上述优点，锂离子电池得到快速发展。但是，尽管在几年之内锂电池已经占有小型移动设备电源市场份额的50%，生产大容量锂离子电池仍然有一些挑战性的工作要做，主要的障碍在于其居高不下的成本，这主要是由于它需要特殊的包装和配备必要的内部过充电保护电路。 在所有的蓄电池中，Metal-air电池结构最为紧凑，并且可望成为成本最低的蓄电池，这是一种对于环境无害的蓄电池。其主要的缺点是这种电池的充电非常困难而且效率很低。 3 飞轮储能 大多数现代飞轮储能系统都是由一个圆柱形旋转质量块和通过磁悬浮轴承组成的支撑机构组成。采用磁悬浮轴承的目的是消除摩擦损耗，提高系统的寿命。为了保证足够高的储能效率，飞轮系统应该运行于真空度较高的环境中，以减少风阻损耗。飞轮与电动机或者发电机相连，通过某种形式的电力电子装置，可进行飞轮转速的调节，实现储能装置与电网之间的功率交换。 飞轮储能的一个突出优点就是几乎不需要运行维护、设备寿命长（20年或者数万次深度充放能量过程）且对环境没有不良的影响。飞轮具有优秀的循环使用以及负荷跟踪性能，它可以用于那些在时间和容量方面介于短时储能应用和长时间储能应用之间的应用场合。 在实现飞轮储能装置时，可采用固体钢结构飞轮，也可采用复合材料飞轮，具体采用何种飞轮需要进行经济技术比较，在系统成本、重量、尺寸以及材料性能等指标之间进行折衷。采用高密度钢材料，其边缘线速度可达200～375m/s，而采用重量更轻、强度更高的复合材料，其边缘线速度可达600～1000m/s。飞轮实际可输出的能量取决于其速度变化范围，它不可能在很低的转速下输出额定功率。 目前已有2kW/6kW?h的飞轮储能系统用于通信设备供电，采用飞轮组（Flywheel Farm Approach）可以实现输出功率为兆瓦级、持续时间为数分钟或者数小时的储能装置。 4 超导磁储能 尽管早在1911年人们就发现了超导现象，但直到20世纪70年代，才有人首次提出将超导磁储能作为一种储能技术应用于电力系统。超导磁储能由于具有快速电磁响应特性和很高的储能效率（充/放电效率超过95%），很快吸引了电力工业和军方的注意。SMES在电力系统中的应用包括：负荷均衡、动态稳定、暂态稳定、电压稳定、频率调整、输电能力提高以及电能质量改善等方面。 SMES单元由一个置于低温环境的超导线圈组成，低温是由包含液氮或者液氦容器的深冷设备提供的。功率变换/调节系统将SMES单元与交流电力系统相连接，并且可以根据电力系统的需要对储能线圈进行充放电。通常使用两种功率变换系统将储能线圈与交流电力系统相连：一种是电流源型变流器；另一种是电压源型变流器。 和其他的储能技术相比，目前SMES仍很昂贵，除了超导体本身的费用外，维持低温所需要的费用也相当可观。然而，如果将SMES线圈与现有的柔性交流输电装置（FACTS）相结合可以降低变流单元的费用，这部分费用一般在整个SMES成本中占最大份额。已有的研究结果表明，对输配电应用而言，微型（<0.1MW?h）和中型（0.1～100MW?h）SMES系统可能更为经济。使用高温超导体可以降储能系统对于低温和制冷条件要求，从而使SMES的成本进一步降低。目前，在世界范围内有许多SMES工程正在进行或者处于研制阶段。

微电网储能技术研究综述

电力系统新技术 专业电力系统及其自动化 班级研1109班 学号1108080392 学生周晓玲 2012 年

电力储能技术 摘要：储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。本文主要介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、液流电池储能以及超导储能、超级电容器储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态，比较了各种储能技术的优缺点，并对储能技术在电力系统中的不同应用进行了综述。 关键词：储能技术，可再生能源发电，消峰填谷，一次调频ABSTRACT：Power storage technology serves to cut the peak and fill valley，regulate the power frequency，improve the stability，and raise the utilization coefficient of the grid in the power system.This paper introduces various types of storage technology such as pumped hydropower,flywheel electricity storage technology，compressed air energy storage，sodium sulfur(NaS)battery,，Flow Battery Technology，super conductive magnetic energy storage and super capacitor storage discusses their advantages and disadvantages．The development trend and the Different applications of storage technology in the power system are also summarized． KEY WORDS：energy storage technology，renewable energy Resources power generation，peak load shifting，primary frequency 1.背景意义 近几十年来，电能存储技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能的存储是伴随着电力工业发展一直存在的问题，其实到现在为止也没有一种非常完美的储能技术，但经过几代科学家的努力，一些比较成熟的储能技术在各行各业发挥着重要的作用。储能的优点有很多，节能、环保、经济。比如火电厂要求以额定负荷运行，以维持较高的能源转换效率和品质，但用电量却随时间变化，如果有大容量、高效率的电能存储技术对电力系统进行调峰，对电厂的稳定运行和节能是至关重要的。另外，由于分布式发电在电网中所占的比例越来越高，基于系统稳定性和经济性的考虑，分布式发电系统要存储一定数量的电能，用以应付突发事件。随着电力电子学、材料学等学科的发展，现代储能技术已经得到了一定程度的发展，在分布式发电中已经起到了重要作用。储能已经成为除发、输、变、配、用五大环节的第六大环节。如下图即为储能在电力系统中的应用。

光柴储智能微电网方案及配置

光柴储一体化智能微网系统 方案及配置 目录 1 项目概述 (1) 2 项目整体方案 (1) 2.1微电网系统 (1) 2.2光伏发电系统 (3) 2.3储能系统 (3) 2.3.1储能变流器设计 (4) 2.3.2 储能变流器选型 (5) 2.4柴油机发电系统 (7) 2.5交流控制柜 (7) 2.6微电网能量管理监控系统 (8) 3 系统运行方式： (9) 4 设备清单及报价 (11)

1 项目概述 分布式能源具有间歇性、波动性、孤岛保护等特点，分布式能源电能质量差，分布式能源设备利用率没有被充分发掘。微电网是为整合分布式发电的优势、削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响而提出的一种新的分布式能源组织方式和结构，能有效改善分布式能源电能质量差、分布式能源设备利用率不能被充分发掘等分布式能源的不足。 微电网通过整合分布式发电单元与配电网之间关系，在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起，可以方便地进行结构和配置以及电力调度的优化，优化和提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，改善可靠安全性，并促进社会向绿色、环保、节能方向发展。微电网是当前国际国内能源和电力专家普遍认可的解决方案。 本项目拟建设一个室外光储柴微网系统通过低压配电柜给营地负荷供电，可实现对各个电力电子接口采集相关信息，并通过智能配电柜对各个环节进行投切，在并网及孤岛情况下实现发电、储能及负荷的控制，保持微电网系统的平衡。 2 项目整体方案 2.1微电网系统 本微电网系统是一个独立可控制的系统。本微电网将分布式光伏发电、柴油发电机组、营地用电负荷联接起来，本微电网为离网系统，可以通过微电网能量管理系统实现内部多种分布式能源的能量均衡控制及负荷连续不间断供电。 本项目拟建设光储柴微电网系统，系统由光伏发电系统、储能系统、柴油发电系统，控制系统、监控系统以及能量管理系统构成。其中控制系统可实现对分布式电源、负载装置和储能装置的远程控制，监控系统对分布式电源实时运行信息、报警信息进行全面的监视并进行多方面的统计和分析实现对分布式电源的全方面掌控，能量管理系统可控制分布式电源平滑出力与能量经济调度。 系统一次拓扑结构如下图所示：