中國儲能網訊：近年來，能源和環(huán)境問題凸顯，綠色低碳、節(jié)能減排已成為世界能源發(fā)展的方向。其中，以光伏發(fā)電和風力發(fā)電為代表的分布式發(fā)電技術得到了廣泛關注和快速發(fā)展。
分布式發(fā)電具有能效高、污染小、可靠性高、安裝地點靈活等優(yōu)點，但同時又存在輸出功率波動性強、控制復雜等不足。為了有效整合分布式發(fā)電的優(yōu)勢，提高可再生能源的利用率，增強電網的穩(wěn)定性，儲能系統受到能源界廣泛關注。小編作為儲能小白，也希望好好學習下，所以特邀林洋能源智能板塊總經理方壯志為小編介紹了儲能系統在微電網中的應用。
首先，儲能在整個電力價值鏈上起到了至關重要的作用。它的作用涉及發(fā)電（generation）、輸電（transmission）、配電（distribution）乃至終端電力用戶（end user），這里包括居民用電以及工業(yè)和商業(yè)用電。方總介紹到，在發(fā)電側，儲能系統可以參與快速響應調頻服務，提高電網備用容量，并且可將如風能、太陽能等可再生能源向終端用戶提供持續(xù)供電，這樣揚長避短地利用了可再生能源清潔發(fā)電的優(yōu)點，也有效地克服了其波動性、間歇性等缺點；在輸電中，儲能系統可以有效地提高輸電系統的可靠性；在配電側，儲能系統可以提高電能的質量；在終端用戶側，分布式儲能系統在智能微電網能源管理系統的協調控制下優(yōu)化用電、降低用電費用，并且保持電能的高質量。總體來說，儲能是解決新能源消納、增強電網穩(wěn)定性、提高配電系統利用效率的最合理的解決方案。系統中引入儲能環(huán)節(jié)后，可以有效地實現需求側管理，消除晝夜間峰谷差，平抑負荷，不僅可以更有效地利用電力設備、降低用電成本，還可以促進可再生能源的應用，也可作為提高系統運行穩(wěn)定性、參與調頻調壓、補償負荷波動的一種有效手段。
還不明白？一起來看這張圖
小編查閱了一下相關資料，儲能技術主要的應用方向有：①風力發(fā)電與光伏發(fā)電互補系統組成的局域網，用于偏遠地區(qū)供電、工廠及辦公樓供電；②通信系統中作為不間斷電源和應急電能系統；③風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統的并網電能質量調整；④作為大規(guī)模電力存儲和負荷調峰手段；⑤電動汽車儲能裝置；⑥作為國家重要部門的大型后備電源等。
據方總介紹，微電網是儲能最主要的應用領域，作為微電網中必不可少的部分，儲能在微電網中發(fā)揮了至關重要的作用。
通常來說，微電網的一般結構如下圖所示，由能源流和信息流相互融合而成，分為分布式能源、儲能裝置、電能變換裝置、保護裝置和微電網能源管理系統組成，也可根據實際應用情況進行增減。相對于大電網，微電網表現為單一的受控單元，它可以保證用戶電能的質量和供電安全，同時也是智能電網及能源互聯網的重要組成部分。
各位看官請看此圖：
在微電網運行中，有兩種運行模式：并網運行模式和孤島運行模式。并網運行模式是在外部無故障時，微電網與外部電網處于連接的狀態(tài)；孤島運行模式是當外部電網發(fā)生故障或者電能質量較差時，微電網通過快速開關可以切斷與外電網的連接，進入獨立運行的狀態(tài)，保證微電網內部重要負荷的供電可靠性。在微電網孤島運行模式時，能量來源于分布式能源和儲能電池，當分布式能源的出力小于負荷需求時，就會存在一定的功率缺額，解決功率缺額的方法就是在微網系統中配備一定容量的儲能設備。
在新能源發(fā)電中，經常會由于外界環(huán)境條件的變化而出現沒有電能輸出的情況，例如光伏發(fā)電遇到的夜間無光源的情況和風力發(fā)電中的沒有風吹過的情況等，這個時候就需要儲能系統向微電網系統中的用戶提供持續(xù)的供電。
林洋總部園區(qū)微電網項目中的儲能系統就是一個很好的例子。林洋結合總部園區(qū)配電網和負載特點，建設了由屋頂光伏（2MWp）、車棚光伏（76kWp）、風機（10kWp）、充電樁、儲能系統（500kWh）、變流器（500kW）和微電網能源管理系統組成的微電網。
上面這張圖反映的就是：2015年9月份光伏平均日發(fā)電量為6532kWh，中午11:30到14:00之間平均發(fā)電量2786kWh，這個時間段的平均負載需求為2115kWh，低于光伏發(fā)電量。在沒有微電網儲能時，光伏發(fā)電在滿足園區(qū)用電后，剩余部分經過升壓變壓器后無償并入電網。儲能系統可以很好利用中午時段園區(qū)無法消納的光伏發(fā)電量給儲能電池（500kWh）充電，并在用電高峰時段放電。微電網能源管理系統會根據每天的生產安排、預測的光伏發(fā)電量，適當調整電池充放電比例，同時系統預留一部分電池容量給數據中心和關鍵負載做備用電源。微電網能源管理系統通過實時監(jiān)測電網狀態(tài)，在電網發(fā)生故障時，利用公共接入點（PCC）的靜態(tài)開關，快速切斷與電網的連接，進入孤島運行狀態(tài)，確保微電網內部關鍵負荷的供電。
小編查閱資料發(fā)現，儲能技術進步最快的就是電化學儲能技術，以鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池為主導的電化學儲能技術在安全性、能量轉換效率和經濟性等方面均取得了重大突破，極具產業(yè)化應用前景。
在林洋集團總部微電網示范工程中，林洋采用了市場上主流的化學儲能電池，針對不同電池種類設計相應的儲能系統解決方案。在該項目中，林洋對鎂基鋰離子和鉛炭儲能電池的循環(huán)壽命、充放電時間及效率等進行測試，不斷積累實際應用經驗。
隨著全球可再生能源的普及和電動汽車產業(yè)的迅速發(fā)展，動力電池也將迎來巨大的市場，此后也將出現大量動力電池退役的回收再利用問題。在方總看來，退役后性能尚可的動力電池可作為儲能電池繼續(xù)服役，這個應用隨著我國電動汽車的發(fā)展將帶來儲能發(fā)展的良機，這將會一個是非常好的應用領域。在林洋眾多的微電網項目中，上海國際汽車城微電網示范項目就對新能源汽車與能源互聯網領域的有機融合進行了技術研發(fā)和探索。
林洋上海國際汽車城示范項目基于汽車博物館配電網系統，利用退役電動汽車動力電池作為儲能電池，通過微電網能源管理系統智能協調微電網內的分布式光伏發(fā)電、電動汽車動力電池儲能及變流裝置、電動汽車充放電裝置等，調控網內能量流動方式，最大發(fā)揮光伏發(fā)電設備的效率，讓新能源汽車參與能源互聯網的統一調控，改善分布式能源的產生，存儲和利用方式。
下圖則為上海國際汽車城微電網整體結構示意圖。
林洋在上述微電網項目中的儲能電池采用了退役的電動汽車磷酸鐵鋰動力電池，經過無損檢測和配對后，分為兩組相互獨立的電池組。每組分別配有直流斷路器和電池管理系統（BMS），實時監(jiān)控每組電池的工作狀態(tài)，并同步到微電網能源管理系統，通過數據分析可以預判電池狀態(tài)，并及時調整充放電策略，為動力電池的梯次利用提供大量有價值的數據和應用經驗。系統中還采用了V2G（Vehicle-to-grid）雙向充電樁，電動汽車通過V2G充電樁，可實現移動能量體的功能。移動能量體可以從微電網獲取能量，也可以將能量返送給微電網。同樣，也可以不通過電網將能量從一個地方輸送到另外的地方。當類似的移動式能量體設備數量較大時，可以幫助電網解決很多問題，如頻率和電壓調節(jié)、平抑負荷等，在電網發(fā)生故障時也可以作為應急電源使用。
截至目前，林洋已先后完成林洋集團總部微電網示范工程、上海國際汽車城微電網示范項目、崇明風電場儲能接入示范工程、上海電力公司培訓中心微電網系統實驗平臺儲能解決方案、上海北沿風電微網項目、上海匯泰大樓智能樓宇光伏儲能系統示范工程、江蘇泗洪109.9MW光伏項目及分布式光伏發(fā)電項目，鋅溴電池儲能移動保電系統等眾多應用項目。
電力安全是國家能源安全的重要組成，儲能是保證電力安全、低碳、高效供給的重要技術，是支撐新能源電力大規(guī)模發(fā)展的重要技術，也是未來智能電網框架內的關鍵支撐技術。林洋儲備多種微電網項目架構模式和儲能技術的實際工程經驗，是為應對未來大規(guī)模應用儲能技術而積累技術數據和運行經驗。
能源互聯網作為未來全球能源的發(fā)展方向，需要從根本上改變現在的發(fā)、輸、變、配、用的環(huán)節(jié)配置，這就決定了未來電力的潮流控制、分布式電源及微網將廣泛應用，儲能技術將是協調這些應用的至關重要的一環(huán)。目前，我國儲能技術發(fā)展落后于應用需求，林洋認為，如果未來國家能夠從宏觀戰(zhàn)略層面上制定儲能發(fā)展規(guī)劃，加強對儲能技術研發(fā)與示范的資金支持力度，出臺利于儲能技術產業(yè)化的激勵政策與機制，引導社會資金向儲能產業(yè)傾斜，使得儲能項目投資能夠獲得回報，相信在未來，微電網及儲能應用將會迎來大規(guī)模的快速發(fā)展時期。屆時，林洋微網作為行業(yè)內優(yōu)秀的儲能系統方案提供商，將利用自身的優(yōu)勢發(fā)展經驗，為推動中國智能微電網的發(fā)展提供動力。
