分布式能源系统常用储能技术综述

发表时间：2019-09-04T16:31:41.227Z 来源：《工程管理前沿》2019年第13期 作者： 王军兵 王磊 王晓明 关巧莉 宋洪珠[导读] 对分布式能源系统常用储能技术进行了探讨，以供参考。国网宿州供电公司 安徽 宿州 234000

摘要：分布式能源系统因其采用了清洁能源，满足新时代节能减排的要求，因此在近年来得到了蓬勃发展。因为分布式能源具有一定的随机性与间歇性，所以无论是并网运行还是孤岛运行，都会出现电压波动与频率波动现象。基于此，以下对分布式能源系统常用储能技术进行了探讨，以供参考。

关键词：分布式能源张;储能技术；综述 中国分类号：TM91 文献标识码：A 引言

近年来，新能源的发展速度不断加快，国家也对新能源的开发和利用提供上的支持，越来越多的风力发电系统和光伏发电系统并入电网。由于新能源发电具随机性和不可控性，并入电网后必然会对电网整体调度和控制产生影响。而储能技术能够解决这一问题。因此，将储能技术应用在新能源发电中具有一定的实用意义。1分布式能源体系中采用的储能技术 1.1潜热储热

潜热储热的基本原理是：材料的两相处于平衡共存状态，当一相转变为另一相时，热量被吸收或者释放。在相变过程中每单位质量材料吸收／释放的热量称为潜热。潜热储热目前是最受关注的储热技术，主要是因为潜热储热材料的储能密度明显大于显热储热材料的储能密度，具有很好的实际研发前景。 1.2抽水蓄能电站

在各种电力储能技术中，抽水蓄能电站是最成熟、应用最广泛的储能技术。抽水蓄能主要是在用电低谷时，水泵将水从低处抽到高处的水库；用电高峰时，打开水库利用水的势能发电。抽水蓄能具有能量密度高、存储容量大以及存储周期长等优点，但是会受地理位置和投资成本的，会对当地的生态环境造成影响。 1.3水蓄冷技术

水蓄冷技术多利用电网峰谷电价的差异，用冷水机组夜间在水池内蓄冷，然后在高峰时段将储存的冷量释放到空调系统中。此技术应用于分布式的优势是可以利用原有的蓄水设施、消防水池等，降低项目成本，同时可以实现储热和蓄冷２种用途。 1.4蓄电池储能

蓄电池储能是一种化学储能方式，主要由蓄电池中的电解质经过化学反应将电能转化为化学能存储起来。在电力系统中，蓄电池在负荷低谷充电储能，负荷高峰时将电能输送到电网。使用寿命相对较短，维护过程复杂，但其有响应时间短、无地域及效率高优势。2储能技术在新能源发电中的应用 2.1电池管理系统（BMS）

电池管理系统（BMS）主要由电池能量网卡、电池能量集线器和电池能量交换机组成。能根据电池的单体特性，在电池串联充电和单体电池均衡充电间自动切换，保证电池不欠充、不过充。在电池充放电过程中，BMS通过对电池单体状态、环境温度及系统电流等信息进行监控。精确估算单体电池和整个电池系统的放电能量，为整个储能系统的工作状态管控提供数据支撑。同时对不具备放电能量的单体电池进行完全隔离，延长单体电池和整个系统电池的循环寿命。考虑到低压台区的应用，电池储能规模较小，采用一套PCS就能完成电池能量与低压交流系统的交换，无需配置的储能管理系统去协调多组PCS控制，即通过BMS完成电池、PCS的控制，BMS配置相应数据接口，简单的人机交互界面，并可用于接入移动终端设备，方便运维。如果是比较大型的工业用户，配置电池储能规模较大的，可配置储能监控管理系统，通过储能监控系统采集多套PCS信息、BMS信息及电池信息来完成监控、保护、告警及对多台PCS的协制。 2.2提高系统运行稳定性

由于负荷曲线受昼夜，季节性的影响变化较大以及负荷的不可控性，这就增加了制定相应发电计划和调度计划的难度。而用过储能技术可以优化系统调度和增强发电站应对负荷突变的能力，保证电力系统工作的稳定性。利用储能装置在用电低谷时，储存发电厂多余电量，而在用电高峰时期，储能装置向电网输送电能来应对负荷的需求，达到对负荷削峰填谷的目的。在系统因事故而导致大规模停电时，储能装置可以作为不间断电源为负荷提供电能或作为黑启动计划中的电源为发电厂提供厂用电。因此储能技术对于维持电力系统安全、可靠及稳定运行具有重要的作用。 2.3污水源热泵

污水源热泵系统是通过污水换热器与中介水进行换热，中介水进入热泵，通过电能驱动热泵主机，冬季从水资源中提取低品质热能，通过热网供给采暖及生活热水系统；夏季将水资源中的低品质冷能“汲取”出来，经管网供给室内供冷系统，给室内提供空调制冷，充分利用污水能量。污水具有水处理量大、水源稳定、冬暖夏凉等特点，城市污水作为冷热源为污水源热泵提供能量。按污水热能提取方式可分为直接利用式和间接利用式。热泵空调机组换热器中的制冷剂与污水直接进行换热，提取其中热量或冷量，称之为直接换热式热泵空调系统；通过热交换器使污水与某种中间介质进行热交换，随后通过中间介质同制冷剂换热的系统，称之为间接换热式热泵空调系统。直接换热系统制热效率高、系统简单、系统寿命低、机组清洗周期短；间接换热系统制热效率低、系统复杂、使用寿命长、清洗周期长。 2.4储能电池

目前电池储能系统采用的电池主流产品为锂电池，各类锂电池的性能也不尽相同。其中，三元锂电池存在安全隐患，国内发生过三元锂电池火灾事故；钛酸锂电池成本较高（2~3倍于普通锂电池），能量密度低导致占地面积大；锰酸锂电池寿命较短，能量密度也不高。考虑到储能系统对电池的安全性、循环寿命、成本和倍率性能对电池的要求较高，综合比较下，电池储能系统大都选择磷酸铁锂电池。 2.5燃气分布式能源

燃气分布式能源指以天然气为主要燃料，在用户端就近布置，通过冷热电三联供技术实现能源梯级利用的能源供应模式。典型的燃气分布式能源系统包括原动机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机、制冷设备等。天然气在原动机（燃气轮机/内燃机/微型燃气轮机等）燃烧后，

带动发电机进行发电，其中排出的高温烟气余热可以依据终端用户的需求采用多种利用形式，可以经过余热利用设备的换热过程，将水加热成高温水蒸气，高温水蒸气再进入蒸汽轮机内推动叶片旋转，然后通过发电机发电；从余热利用设备中排出的低温烟气可通过烟气驱动吸收式热泵来提供热水，而从蒸汽轮机排出的中温蒸汽可驱动热泵来提供冷量和热量。3探讨与展望

随着分布式能源系统日益广泛的投入使用，国内外在分布式储能方向的研究也越来越深入。在国家的引导下，分布式储能的市场需求也日益增强。针对大电网的调峰调频，开展分布式储能响应资源的协同是非常有必要的。从当今分布式储能应用状况来看，国外在商业模式上处于领先水平，国内方面应当认可储能的作用，使储能设备获得与其他资源同等的身份，通过分布式储能汇聚参与电网辅助服务，实现市场化运营。结束语

本文在归纳几种常见储能技术的基础上，重点分析了储能技术的应用，能够解决新能源不稳定出力问题和提高能源的利用率，得出了储能技术是我国能源可持续发展有效途径。参考文献

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