21 3 多元复合储能的优越性

在微网的一些示范性工程中还未见到采用多元复合储能的实例。美国电力科学研究院和加利福尼亚州能量协会在圣拉蒙( San Ramon) 建设的微网示范工程, 以及美国加利福尼亚州帕尔姆达尔( Palmdale) 基地对微网分别采用飞轮储能和超级电容器储能[ 20] 。但在这2 项工程中, 储能技术主要对应系统的动态变化, 如稳定电网、维持电压、稳定频率、补偿瞬时负荷的变化等, 没有对应调节负荷、不间断电源等的要求, 因此, 二者均只采用单一的储能形式。

是否采用多元复合储能与微网中的负荷特性和电源特性有关。如果微网中同时含有对供电可靠性要求很高的敏感负荷和输出功率波动性很大的新能源, 多元复合储能技术就会成为必要。在微网中同时应用具有大容量储能特性和具有快速功率响应特性的多种储能技术时, 由于不同储能形式对应不同需求, 其可独立控制。但是, 如果多种储能方式能实现协调控制, 将可使微网获得更好的技术性能和更高的经济指标。这是因为虽然电池类储能对于响应系统动态特性几乎是无能为力, 但飞轮、超导磁储能、超级电容器可以在一定程度上实现负荷调节, 充当紧急电源。多种储能的协调控制可优化系统结构、降低设备冗余度, 提高反应能力。

3 多元复合储能技术的研究课题

3. 1 多元复合储能的控制策略

为实现多元复合储能的最优控制, 首先要研究储能器件的动态特性及其与变流器的电磁耦合问题, 以实现储能系统的最佳性能。其次要研究微网及其与大电网连接点的动态特性检测与诊断技术,提高诊断速度和准确性。在此基础上, 研究储能系统响应微网需求的控制策略, 以及多种储能技术协调控制策略, 实现微网中的综合能量管理与控制。

3. 2 多元复合储能的经济规划

在保证技术性能的同时, 微网应追求最经济的运行方式。不同储能技术不仅其动态特性不同, 其经济性能也差异巨大。表2 是表1 所列几种储能技术的经济指标[ 8] 。影响储能系统的经济性指标既包括制造成本、占地面积、运行维护成本、寿命, 也要考虑储能效率、自放电特性等。如何根据微网中动态补偿的功率需求量、调节负荷, 以及不间断电源的能量需求量, 结合储能系统的经济性指标来实现优化规划是微网储能技术的一个重要课题。