摘要：在电力系统中加入储能系统结合现代电力电子技术来确保电力系统拥有更好的安全稳定性，对抑制外部电力系统的晃电对炼油装置造成的影响具有巨大的应用价值和重要意义，对此进行了初步探析。
关键词：储能技术；电力系统；安全稳定运行
储能系统是通过功率变换装置及时进行有功/无功功率吞吐，可以保持电力系统内部瞬时功率的平衡，避免负荷与发电之间大的功率不平衡，维持电力系统电压、频率和功角的稳定，提高供电可靠性;可以改善电能质量，满足用户的多种电力需求，减少因电网可靠性或电能质量带来的损失; 可以利用峰谷电价有效平衡负荷峰谷，实现用能的经济性，提高综合效益; 可以协助电力系统在灾变事故后重新启动与快速恢复，提高电力系统的自愈能力。在电力系统中加入储能装置结合现代电力电子技术来确保电力系统拥有更好的安全稳定性，对抑制外部电力系统的晃电对炼油装置造成的影响具有巨大的应用价值和重要意义。
1 储能技术及国际国内研究应用情况
1. 1 常用的储能技术
电能存储技术分为物理储能、电化学储能、电磁储能、相变储能等。其中，物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能; 电化学储能含铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、液流、钠硫电池等; 电磁储能包括超导储能、超级电容器、高密度电容储能等; 相变储能有冰蓄冷储能。电磁储能和电池储能是最常见的，可以应用于电力系统运行的储能技术。
1. 2 国际国内储能技术新进展及应用案例
1. 2. 1 国际研究及应用状况
美国、英国、日本等国家最早开始应用储能技术来加强电力系统的安全运行稳定性。超导储能系统是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其他负载的一种电力设施，美国 IGC 和 AMSC 公司的微型超导储能装置已经商品化。液流电池系统是英国 lnnogy 公司20 世纪90 年代成功开发的，初期开发出5kW、20kW 和100kW 系列多硫化钠/溴液流储能电堆，并于 2001 年在英国建造了 120MWh 储能电站，用于电站调峰和不间断供电( UPS) ，2002 年在美国建造了 120MWh 储能电站，用于电站调峰和不间断供电( UPS) ; 2001 年，250 /520kWh 全钒液流电池在日本投入商业运营。世界范围内全钒液流储能( VRB) 典型的应用案例见表 1，飞轮储能典型的应用案例见表 2。钠硫电池是美国福特公司于 1967 年首先发明公布的。日本东京电力公司和 NGK 公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调平、UPS 应急电源及瞬间补偿电源等，并于 2002年开始进入商品化实施阶段。美国电力公司在西弗吉尼亚州的查尔斯顿市安装了美国历史上第一套基于钠硫电池的储能系统( 其电池由日本 NGK 公司提供) ，该 1. 2MW( 7. 2MWh) 钠硫电池储能系统于2006 年 6 月 26 日实现商业运行，短期目标是减轻当地电力容量饱和的压力和提高供电的可靠性。截止到 2009 年初，全球已经建成了钠硫电池超过 200个项目，总计超过 300MW，2000MW。美国有 9MW已经投入运行，另外有 10MW 的项目由于时间调整推迟 6 到 12 个月。2006 年，美国第一个兆瓦级的储能项目( 1MW) 由美国电力公司( AEP) 主持完成;2008 年，最大规模的风电储能电站( 34MW) 在日本建成; 另外法国留尼汪岛 ( 1MW) 和阿联酋 ( 共50MW) 用于负荷平定的项目也在计划建设中。美国在其“电网 2030”计划中，将 SMES 等超导电力技术放在了十分重要的地位，并提出了采用超导电力技术建设骨干电网的设想。
1. 2. 2 目前国内研究及应用状况
国内电科院某研究室的目标是到 2010 年底以前掌握 100kW 级 VRB 储能技术，掌握电池系统集成的关键技术，完成 100kW/200kWh 的 VRB 储能系统的研制、试验，并开展示范运行。除了液流电池的研究，中国电力科学研究院电工所还同时启动了“第 II 代高温超导 SMES 储能单元构成关键技术的研究”，目的仍然是储能。2009 年 10 月，中国科学院上海硅酸盐研究所和上海市电力公司经过多年合作，成功研制出具有自主知识产权的容量为 650Ah 的钠硫储能单体电池，使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家，并已建成 2MW大容量钠硫单体电池中心试验生产示范线，2010 年上海世博会期间，100kW/800kWh 钠硫电池( NaS)储能系统已作为上海世博园智能电网综合示范工程的一部分在上海硅酸盐所嘉定南门产业化基地启动运行。钠硫电池能量高、寿命长，是大型可再生能源储能、电网负荷平定和大功率应急电源的首选电池。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 加强电力系统安全稳定运行的新技术应用探析
储能技术已被视为电力系统运行过程中“采 －发 － 输 － 配 － 用 － 储”六大环节中重要组成部分。作为提高电力系统安全运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动、抵御晃电的一种手段。
2. 1 提高电能质量和供电可靠性的应用
在中低压系统( 35kV 及以下) ，储能装置可以提供各种电能质量服务，提高供电可靠性，包括:
1) 电压暂降补偿。
这是储能装置的一个主要应用场合，也是近年来的研究热点。( 亦即: 补偿电压，达到抑制外部电力系统的晃电对炼油装置的影响) 。有文献记载在意大利建设的储能装置能够在1s内释放 1MW 的电力，起到电压暂降补偿的作用。
2) 平滑可再生电源的出力波动，闪变抑制。
电能输出不稳定是风能等新能源实现大规模开发利用的一个瓶颈。全钒液流储能电池主要用于存储可再生能源发电，将不稳定的风能、太阳能转变为稳定的电力供应源平滑输出。全钒液流储能电池已被证实是最适合风能发电平滑输出的储能技术，该系统使用寿命是铅酸电池的 5 倍以上，而且材料回收简单，不会对环境造成污染，电解液的安全性也更高。
3) 短路电流限制，抑制负荷波动。
一个实际应用案例是日本冲绳在其所辖 Chu-jowan 变电站装设的 200 － MJ，200 － MW 飞轮储能装置，用来抑制大型 Arc Furnace 的负荷波动。
4) 谐波和低频振荡抑制。
超导磁储能可以实现与电力系统实时大容量能量交换和功率补偿，用于降低甚至抑制电力系统的低频功率振荡，以及调节无功功率和有功功率，对于改善供电品质和提高电力系统的动态稳定性有巨大的作用。
2. 2 增强电力系统安全运行稳定性的应用
从增强电力系统安全运行稳定性和提高供电电能质量的角度分析，分布式储能系统具有更大的优势，按照电力系统运行的要求来布置储能装置，可以得到更好的控制效果。分布式储能系统有三种方式帮助实现对用户可靠性供电: 1) 在关键时刻辅助供电或者传输电能。2) 将对供电负荷需求从峰值时刻转移至负荷低谷时刻。3) 在强制停电或者供电中断的情况下向用户提供电能。另外，采用较小容量的储能装置就可用于电力系统稳定性控制，如抑制低频振荡和暂态稳定等。目前研究较多的是动态稳定控制( 小扰动低频振荡控制) 、暂态稳定控制、频率控制、快速功率响应、黑启动等。
结束语
总之，储能技术在电力系统应用非常广泛，除了储能技术自身的发展使其进一步降低成本外，探索更多的适用场景以扩大应用面、改善控制算法以降低储能容量需求、优化储能系统能量管理策略以延长其运行寿命、对储能系统进行多重功能复用以提高其利用效率是未来研究的主要方向，同时对于储能技术的安全运行方面我们更加不能松懈研究。
参考文献：
[1]曾鸣,李红林,薛松,曾博,王致杰. 系统安全背景下未来智能电网建设关键技术发展方向——印度大停电事故深层次原因分析及对中国电力工业的启示[J]. 中国电机工程学报,2012,25:175-181+24.
[2]贾红琴,孙育甲. 基于储能技术的电力系统安全稳定运行策略[J]. 甘肃科技,2013,02:37-39.
[3]刘吉臻. 大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J]. 中国电机工程学报,2013,16:1-8+25.
[4]韩勇,郑翔宇,彭生江,李臻,沈渭程,梁才. 大规模风电集中接入的电力系统储能容量配置策略[J]. 中国电力,2015,06:26-31.
[5]江全元,龚裕仲. 储能技术辅助风电并网控制的应用综述[J]. 电网技术,2015,12:3360-3368.
[6]刘世林,文劲宇,孙海顺,程时杰. 风电并网中的储能技术研究进展[J]. 电力系统保护与控制,2013,23:145-153.
论文作者:郭妍,段炜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/1
标签：储能论文; 电力系统论文; 电池论文; 电力论文; 技术论文; 超导论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第18期论文;