摘要：本文主要综述了几种重要的储能技术的特点及其发展现状，重点介绍了飞轮储能、蓄电池储能、超级电容器储能以及超导磁储能在微电网中的应用。通过对国内外近几年的专利申请量的变化情况及侧重点进行分析预测储能技术的发展趋势。
关键词：储能、微电网、专利申请
IPC分类号：H02J3/28、H02J3/30、H02J3/32
前言
微电网可以看作是由分布式电源、储能单元和能量管理模块组成的供电系统与负荷组成的一个独立可控的系统，为用户提供电能。由于微电网中的电源多采用风能、太阳能等可再生能源，它们受天气因素影响较大，输出的电能变化较大并且不可控，因此在微电网中加入储能单元，通过能量管理模块的控制来保证能量供需平衡，保证电能稳定。储能单元在微电网中的作用主要体现在以下几个方面：短时或长时间的提供电能、能量缓冲、微电网的电能质量。
一、国内外储能技术平衡网络负载的专利申请分析
1.国内外申请发展状况
微电网中储能技术涉及的分类号主要为H02J3/28、H02J3/30、H02J3/32, 分别在数据库CNABS以及SIPOABS中通过IC及字段APD统计在不同时间段里中国与其他国家用于平衡网络负载的储能技术的专利申请。由图1可以发现，中国在储能技术的专利申请在2010年之前申请量较少，而在2011-2015年期间快速增长，专利申请量相对于之前有了一个较大的突破，可见自2010年以后该项技术在中国已经有了一定的发展，而国外的申请量在近几年也是呈现一个逐渐上升的发展趋势，同时国外相关文献的数量总体来说多于中国。
2.国内主要申请人
在CNABS中通过命令stat统计获得国内主要申请人分布：国家电网公司、中国电力科学研究院、比亚迪股份有限公司、东南大学、清华大学等。
从图2中可以发现国内关于储能技术平衡网络的专利申请授权率相对而言较高，可见国内相关单位对该项技术的研究投入了相当大的精力并取得了一定的成果。
二、微电网储能技术的专利分布
目前的储能装置主要包括：蓄电池储能、超导储能、飞轮储能、超级电容器储能以及混合储能等。
1.蓄电池储能
今年来蓄电池储能的研究一直是各大企业高校研究的热点，它在电力系统的发展历程中一直起着重要作用。
迄今为止收录在CNABS中的关于蓄电池储能用于平衡网络负载有504篇，最早的是1996年尼克斯特克电力系统公司1996年3月18日申请的发明名称为“用户侧电力管理系统和方法”（申请号：CN96180287）的专利申请。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这20年间蓄电池储能技术的发展十分迅速，并且发展的黄金时间主要集中在2010年以后，例如：
华北电力大学2012年5月14日申请的发明名称为“一种基于储能技术的风力发电功率平滑控制方法”（申请号：CN201210149648）的专利申请，提出通过采用小波分解对风电场输出功率进行分析，提取期望并网功率和高频信号功率，根据风电场输出功率的大小，控制蓄电池储能系统和超级电容器进行充电或放电，解决了现有技术中并网运行不安全，平滑效果不理想的技术问题。
个人申请汪基杰2013年6月4日申请的发明名称为“一种在网式削峰填谷蓄能供电装置”的（申请号：CN201320318400）的专利申请，提出通过蓄能供电装置的控制器控制其在用电高峰期存储电能，在用电低谷期或者平期使用该电能，从而减轻了电网的供电压力；作为用户的不间断电源。
2.飞轮储能
飞轮储能的应用虽然不及蓄电池储能那么广泛，但是与蓄电池系统相比，飞轮储能装置运行寿命长，对环境无污染，且能够可靠实现对大功率电能的充放电。
例如：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司2012年6月20日申请的发明名称为“基于飞轮储能的风力发电电能管理与储能装置及方法”(申请号:CN201210205907）的专利申请，提出了在风力发电的过程中，通过调节飞轮储能电机的转速，减少电能在卸荷箱上的损耗，减少电能的浪费。
重庆大学2013年3月12日申请的发明名称为“一种飞轮储能单元抑制永磁直驱风力发电系统直流侧2倍频波动的控制方法”（申请号：CN201310078476）的专利申请，提出了根据对电网不对称故障下永磁直驱风力发电机系统中间直流环节两侧功率计算，控制飞轮储能单元吸收或释放功率，对直流电容的波动功率补偿。
3 超级电容器储能
超级电容储能通常和其他储能方式混合使用。例如： 北京国电富通科技发展有限责任公司2010年8月10日申请的发明名称为“储能控制系统”（申请号：CN201010249427）的专利申请，提到当电网中的电压或功率超标时，联合控制超级电容单元、电池充放电，提高了储能系统电池的使用寿命。
国网电力科学研究院2010年10月14日申请的发明名称为“一种基于超级电容器的光伏并网逆变器”（申请号: CN201010506510）的专利申请，提出以超级电容器作为直流缓冲和储能环节，抑制太阳能这种间歇性能源本身或者其他原因造成的各种波动。
4．超导储能
收录在CNABS中的关于超导储能的专利文献只有31篇，且申请日期分布在2000至2013年之间，说明人们对于超导储能的研究停滞不前。
例如：美国超导体公司2000年1月26日申请的发明名称为“具有超导磁能存储器的公用电力系统”（申请号：CN00803171）的专利申请，提到在电网发生故障后，由飞轮、蓄电池、电容、超导磁体构成的存储单元向电网传送有功和无功功率。
5.其他储能方式
在微电网系统中，除了以上几种储能方式外，还有可能用到抽水储能、压缩空气储能等。考虑到技术和成本的原因，铅酸蓄电池的优势还比较明显。
三、储能的发展趋势
在新能源电力系统中，要求储能技术要同时具有大容量储能能力和快响应能力，从当前储能技术发展情况来看，一种储能技术很难同时满足这两种需求，需要同时采用多种储能技术，最大限度发挥储能电源的效用。
论文作者:许琳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
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