包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化

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1、包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化链接：www.china-nengyuan.com/tech/91710.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化丁明，张颖媛，茆美琴，刘小平，徐宁舟(合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，安徽省合肥市230009)摘要：微网有利于充分发挥可再生能源发电等分布式能源系统的效益，实现需求侧管理及现有能源的最大化利用，但与此同时，可再生能源发电所具有的间歇性使得微网系统承受扰动的能力相对较弱。储能技术的

2、应用将对微网系统的稳定运行控制发挥重要作用。以钠硫电池为储能研究对象，建立了包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化模型，并以一个微网系统为例，分析讨论了多种因素对系统经济运行优化结果的影响，验证了所建立模型的合理性。0引言近年来，为了充分发挥可再生能源发电等分布式能源系统的效益，微网的集成与控制成为研究热点，这也是智能电[1-10]网建设中的一个重要组成部分。微网作为一种新型能源网络化供应与管理技术，便利了分布式能源(distributedenergyresource，DER)系统的接入，同时可实

3、现需求侧管理及现有能源的最大化利用。它具有灵活的运行方式和可调度性能，可实现自我控制、保护和管理等自治功能。由于具有间歇性的可再生能源发电一般占有较大比例，微网系统承受扰动的能力相对较弱。为了充分发挥可再生能源发电的优势，平衡其随机波动，维护系统稳定，改善电能质量，就必须同时在系统中配备一定容量的同步发电单元或储能单元。储能单元以其能量可双向流动、可兼顾容量和功率需求以[11-15]及优异的环保性能等特性受到了广泛的关注。它们可用于平抑负荷波动、进行削峰填谷；与风力发电、光伏发电等可再生能源发电技

4、术相配合，以稳定系统的功率输出，增强可再生能源发电系统的可调度性能；保证电能质量，提高用户侧可靠性；提供频率调节、瞬时响应备用、旋转备用等辅助服务功能；可通过参与电力市场，利用峰谷电价差异使储能系统拥有者获得一定的经济收益；与此同时可提高电网的输配电能力、延缓电网升级扩建、降低电网投资成本等。微网系统的经济运行优化是微网的集成控制及能量管理研究中的一个重要内容。国外的相关科研组织对此已取得一定的研究成果，例如：欧盟的研究划分较为细致，分别针对集中控制式和分散控制式微网系统展开研究；日本在工程应用方

5、面较为领先，开发了相[2-5]应的能量管理软件并已将其在所建的示范工程中加以应用。而国内关于微网的研究之前主要是集中于单元级的风力发电、光伏发电、(微型)燃气轮机等分布式发电(distributedgenerator，DG)单元和超级电容、超导、飞轮等分布式储能单元。微网系统级的能量管理研究近来也开始受到关注，例如文献[16]建立了包含DG单元的微网系统有功优化调度模型，但对于建立完善的微网系统经济运行优化模型及理论体系仍有待进一步研究。本文在对比多种储能技术特性的基础上，选取适用于电力系统应用、

6、适应范围广且已实现量产的钠硫电池为研究对象，提出包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化模型，并以一个包含钠硫电池储能的微网系统为例，讨论了多种因素对系统经济运行优化结果的影响。1钠硫电池储能系统1.1钠硫电池的特点依据储能技术的特性，可将其划分为2种：功率密度高、响应迅速、可进行频繁充放电的功率型储能技术，如超导储能、飞轮储能、超级电容储能等；能量密度高、可进行大规模能量存储的能量型储能技术，如抽水蓄能、压缩空气储能、蓄电池储能等。本文主要关注适于微网系统应用的能量型储能技术。抽水蓄能、压缩空气储

7、能2种技术受地理和资源因素限制比较强，而具有模块化、响应快、商业化程度高等特点的蓄电池储能应用范围最为广泛。随着技术革[11-13]新和新型电池研制成功，电池的效率、功率、能量和寿命得到了显著提高。页面1/12包含钠硫电池储能的微网系统经济运行优化链接：www.china-nengyuan.com/tech/91710.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com在蓄电池储能技术中，铅酸电池以其低廉的成本、成熟的技术而广为应用，但其空间需求较大、效率受环境温度影响较大、放电深度和

8、循环寿命均有待提高、存在有毒物质；镍镉电池成本较高，与铅酸电池相比，除了体积小之外没有其他明显优势；锂电池能量密度高、效率高，在中小功率应用中具有优越的性能，但不适合大容量需求的应用场合；全钒等氧化还原液流电池的功率输出和能量储存部分是相互独立的，循环寿命长，适合大容量安装，但其能量密度[11-13,15,17-19]较低；钠硫电池具有比能量高、适应面宽且已实现批量生产等优势。本文选取钠硫电池为研究对象。钠硫电池是一种可满足从小时级的平抑负荷波动到秒级的不间断电源(uninterr