風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展研究的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1.1國(guó)外儲(chǔ)能技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀作為平滑控制風(fēng)電系統(tǒng)功率水平波動(dòng)的重要控制措施之一的就是儲(chǔ)能發(fā)電裝置。根據(jù)今年國(guó)際廢氣儲(chǔ)能處理大會(huì)在6月份發(fā)布相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表現(xiàn)所得出的,全世界儲(chǔ)能處理裝置設(shè)備累計(jì)每年投入得儲(chǔ)能規(guī)模約平均為150.47gw,這其中包括抽水設(shè)備蓄能約161.33gw、蓄熱設(shè)備儲(chǔ)能3.15gw、其他民用機(jī)械設(shè)備儲(chǔ)能1.67gw、電化學(xué)設(shè)備儲(chǔ)能1.51gw、氫化物儲(chǔ)能0.01gw。全球世界范圍內(nèi)最大而且規(guī)模廣泛應(yīng)用的節(jié)水儲(chǔ)能技術(shù)主要是用于抽水機(jī)和蓄水池的儲(chǔ)能,比重已經(jīng)占到了總發(fā)電裝機(jī)容量的90%。中國(guó)水和風(fēng)能的風(fēng)電裝機(jī)容量約分別為32.2gw,位居去年世界第一;而美國(guó)的核能裝機(jī)容量則約為28.4gw,屈居第二;再者日本風(fēng)的裝機(jī)容量約分別為23.4gw,排名第一到第三。三個(gè)不同發(fā)展國(guó)家的總裝機(jī)容量一共已經(jīng)占到了去年全球平均裝機(jī)面積總量的52%。同時(shí)隨著儲(chǔ)能變流系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展,儲(chǔ)能發(fā)電裝置的變流系統(tǒng)也在不斷大幅度的將其應(yīng)用擴(kuò)展到商用和清潔綠色能源兩個(gè)領(lǐng)域。美國(guó)在全球儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用的究研開(kāi)發(fā)這一重要領(lǐng)域中該方面的技術(shù)發(fā)展目前已經(jīng)處于世界領(lǐng)先的技術(shù)地位。中國(guó)對(duì)于我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)投資在各領(lǐng)域內(nèi)的投入也在逐年快速增加,在我國(guó)風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的年裝機(jī)投資規(guī)模一直位于風(fēng)電世界名列前茅,以熱儲(chǔ)存風(fēng)能發(fā)電為主的采用蓄能發(fā)電方式的發(fā)達(dá)國(guó)家依次是西班牙,而且其以每年占風(fēng)電世界裝機(jī)比重的38%位列風(fēng)電世界第一。在儲(chǔ)能?chē)?guó)際關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃中明確列出,大力發(fā)展大型儲(chǔ)能系統(tǒng)裝配使其規(guī)模已發(fā)展成為清潔環(huán)保能源應(yīng)用領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域、智能交流電網(wǎng)等等領(lǐng)域中一項(xiàng)不可能被替換的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)上的化學(xué)材料儲(chǔ)能雖然已經(jīng)有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用,它的生產(chǎn)技術(shù)也相對(duì)成熟,并且它的價(jià)格低和成本低。再者其他大型機(jī)械設(shè)備儲(chǔ)能的需求增長(zhǎng)相對(duì)比較平穩(wěn)。在這同時(shí),氫、石墨烯、鎳和鉛鋅等儲(chǔ)備產(chǎn)能也已全部開(kāi)始批量進(jìn)入煤炭市場(chǎng)規(guī)范運(yùn)行。抽水聯(lián)合蓄能電站在聯(lián)合商業(yè)用電方面的成功實(shí)施投入運(yùn)行,也大大提高了聯(lián)合儲(chǔ)能技術(shù)的水平向前一步發(fā)展,聯(lián)合儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)效益高,能耗相對(duì)較小,技術(shù)相對(duì)先進(jìn)。世界上的抽水塔式蓄能電站市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)到達(dá)159.23gw。與其他大型儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)品相比,具有儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)水平高、技術(shù)先進(jìn)、壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能的投入規(guī)模大、能量存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換利用效率高、清凈環(huán)保、技術(shù)方便等六大特點(diǎn),成為目前世界上大型火力水電站儲(chǔ)存熱能轉(zhuǎn)換方式的應(yīng)用首選。隨著現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)在不斷的躍進(jìn),其他一些儲(chǔ)能技術(shù)的許多瓶頸和一些劣勢(shì)也已得到了有效的研究解決,為這些新型儲(chǔ)能發(fā)電裝置的進(jìn)一步研究提供了有效的儲(chǔ)能技術(shù)支持,使其技術(shù)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。國(guó)外各類(lèi)新型儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品組裝應(yīng)用情況及詳見(jiàn)見(jiàn)附表1.1。表1.1 國(guó)外各種類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)裝配情況表Tab.1.1Varioustypesofenergystoragetechnologyinforeigncountries技術(shù)類(lèi)型國(guó)家（MW）儲(chǔ)能裝機(jī)總?cè)萘浚∕W）年儲(chǔ)能平均增長(zhǎng)量（MW）占全球各自類(lèi)型容量百分比（%）抽水蓄能美國(guó)225672821.1349%抽水蓄能中國(guó)319973991.8864%抽水蓄能曰本261753281.557%熱儲(chǔ)能南韭30539.544%熱儲(chǔ)能西班牙1135142.567%熱儲(chǔ)能美國(guó)6658456%熱儲(chǔ)能智利48260.1453%其他機(jī)械儲(chǔ)能德國(guó)909113.494%其他機(jī)械儲(chǔ)能英國(guó)4055192%其他機(jī)械儲(chǔ)能美國(guó)16921.3288%電化學(xué)儲(chǔ)能美國(guó)53266.7878%電化學(xué)儲(chǔ)能曰本25431.8555%電化學(xué)儲(chǔ)能韓國(guó)10913.3733%電化學(xué)儲(chǔ)能德國(guó)10912.7422%水氫儲(chǔ)能德國(guó)6.71.1388%水氫儲(chǔ)能意犬利1.30.1964%水氫儲(chǔ)能法國(guó)0.40.8556%1.2國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀雖然我國(guó)對(duì)于新的儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究和相關(guān)應(yīng)用地開(kāi)發(fā)雖然起步較延遲,但產(chǎn)業(yè)發(fā)展也十分快速,目前在國(guó)際商業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)上總體運(yùn)行平穩(wěn)?？傂钅苋萘考s32.10gw(其中包括空氣抽水物理蓄能32gw、電化學(xué)物理蓄能0.05gw、熱力學(xué)蓄能0.05gw)。大型風(fēng)能抽水風(fēng)力蓄能電站主要重點(diǎn)集中在我國(guó)中東部沿海平原地區(qū)和黃河長(zhǎng)江流域,熱能抽水蓄能主要重點(diǎn)集中在東北、青海、內(nèi)蒙古東部等水源地。2010年以來(lái),我國(guó)政府大力開(kāi)展了一批儲(chǔ)電節(jié)能技術(shù)研究,包括先進(jìn)電子儲(chǔ)能技術(shù),如超導(dǎo)磁電波儲(chǔ)能、大功率儲(chǔ)能充放電以及電容器等。以多種儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行領(lǐng)域?yàn)橹髋e例,"十二五"期間綜合利用多種儲(chǔ)能技術(shù)可以緩解并網(wǎng)頻率大幅波動(dòng)等的影響,提高大型風(fēng)電單機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行小時(shí)數(shù),提高大型商業(yè)風(fēng)電運(yùn)行管理能力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,根據(jù)今年國(guó)家清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略,國(guó)家再次提高了風(fēng)電節(jié)能低碳減排政策要求,推動(dòng)清潔利用能源行業(yè)大力發(fā)展,到2020年儲(chǔ)能比例實(shí)現(xiàn)翻番。2011年至2015年,各類(lèi)新型儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的速度也在不斷地提升。2015年將累計(jì)建成超過(guò)11座大型光伏蓄能電站,總裝機(jī)容量約12.5GW。在有關(guān)電化學(xué)方面的儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)相對(duì)先進(jìn)。目前國(guó)內(nèi)主要企業(yè)采用的是磷酸鐵鎂錳鋰電池。這樣的風(fēng)電商業(yè)綜合應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模大約占比中國(guó)(含風(fēng)電化學(xué)儲(chǔ)能)發(fā)電市場(chǎng)總應(yīng)用容量的三分之二以上,這些將作用到新型電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)電擴(kuò)大調(diào)峰綜合調(diào)頻、用戶(hù)綜合儲(chǔ)能、海島綜合電網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域。此外,在儲(chǔ)能電動(dòng)汽車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中,儲(chǔ)能交換裝置也是起著實(shí)現(xiàn)能量自動(dòng)交換的重要基礎(chǔ)作用。與其他傳統(tǒng)大型車(chē)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)充電相比,它分別具有充電響應(yīng)快、充電持續(xù)時(shí)間短、能量大和交換利用能力強(qiáng)等幾大優(yōu)點(diǎn)。大功率晶體電容器的儲(chǔ)能技術(shù)尚且還處于前期起步準(zhǔn)備階段。其儲(chǔ)存熱能利用方式主要屬于采用高能量和低密度方式儲(chǔ)能,具有利用功率大和密度高、壽命長(zhǎng)的兩大優(yōu)點(diǎn)。將儲(chǔ)能混合風(fēng)力儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國(guó)風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域,可以大大提高我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)電的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,有效率地降低各類(lèi)一次能源的能量消耗和能源依賴(lài),提高清潔環(huán)保能源的利用比重。目前,風(fēng)能電與太陽(yáng)能發(fā)電混合儲(chǔ)存風(fēng)能在整個(gè)我國(guó)已成功取得許多突破性應(yīng)用進(jìn)展。但盡管到目前為止,其中的商業(yè)投入運(yùn)行和開(kāi)展風(fēng)能、太陽(yáng)能和水儲(chǔ)能的綜合應(yīng)用還只是處于比較初級(jí)階段,但在目前我國(guó)已經(jīng)成功有兩個(gè)重要標(biāo)志性光伏工程項(xiàng)目投入商業(yè)運(yùn)行:一個(gè)就是1.5MW八達(dá)嶺光伏電站;二個(gè)就是1.5MW八達(dá)嶺光伏電站;另一個(gè)項(xiàng)目是每年裝機(jī)容量密度為10mw的青海光伏電站。2012年8月,八達(dá)嶺光伏項(xiàng)目組在北京成功安裝并網(wǎng),標(biāo)志著成為我國(guó)第一座新建具有國(guó)家自主研發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型小功率光伏太陽(yáng)能電站和亞洲第一座大型光伏太陽(yáng)能基站電站的成功發(fā)電。2016年8月21日,青海10mw光伏地?zé)犭娬菊綄?shí)現(xiàn)大型小功率光伏并網(wǎng),這無(wú)疑是隨著我國(guó)進(jìn)入清潔環(huán)保能源發(fā)電領(lǐng)域的又一大型光熱光伏電站正式投產(chǎn),裝機(jī)容量進(jìn)一步提高。"十二五"期間,清潔環(huán)保能源發(fā)電項(xiàng)目的相關(guān)試點(diǎn)也包括兩個(gè)德國(guó)達(dá)靈哈太陽(yáng)能風(fēng)光電站、青海格爾目200兆瓦大型太陽(yáng)能電站、內(nèi)蒙古通遼國(guó)華風(fēng)電集團(tuán)公司6*23兆瓦智能風(fēng)電場(chǎng)、河北省兩個(gè)國(guó)家大型智能風(fēng)電光伏互補(bǔ)電網(wǎng)聯(lián)動(dòng)光伏電站等。儲(chǔ)能發(fā)電裝置同樣能有效地幫助緩解水力電網(wǎng)的較大頻率諧波振蕩。除高壓抽水超級(jí)蓄能、壓縮空氣超級(jí)蓄能等大型超級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)裝置外,其他不同類(lèi)型的超級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)可以細(xì)分為兩類(lèi):以鋰蓄電池超級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)為主要代表的儲(chǔ)電蓄能技術(shù)具有放大能量響應(yīng)密度大、響應(yīng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的儲(chǔ)能特點(diǎn);以超級(jí)儲(chǔ)能電容器和雙層蓄電池多層超級(jí)電容器儲(chǔ)能為主要代表的超級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)被廣泛認(rèn)為主要是一種放大功率能量密度高、響應(yīng)持續(xù)時(shí)間短、充放電響應(yīng)速度快的新型儲(chǔ)能技術(shù)。根據(jù)《國(guó)家清潔能源發(fā)展規(guī)劃(2016-2030)》,到2020年,示范基地推廣10mw/100mwh大型飛輪風(fēng)電交換儲(chǔ)能電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)大型風(fēng)電電站建設(shè)示范基地、1mw/1000mj大型飛輪儲(chǔ)蓄蓄能聯(lián)合陣列發(fā)電機(jī)組、100mw級(jí)大型風(fēng)電交換儲(chǔ)能聯(lián)合電站,10兆瓦儲(chǔ)電容量大型儲(chǔ)蓄蓄能電池交換發(fā)電終端、100兆瓦容量?jī)?chǔ)能蓄蓄電池大型交換儲(chǔ)能電站將逐步得到示范推廣。儲(chǔ)能技術(shù)目前發(fā)展迅速,以其優(yōu)越的應(yīng)用性能,可以有效改善現(xiàn)代能源行業(yè)消費(fèi)者的格局。儲(chǔ)能技術(shù)資源綜合利用性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1.2、表1.3所示。表1.2 儲(chǔ)能技術(shù)綜合性能表Tab.1.2Comprehensiveperformanceofenergystoragetechnology儲(chǔ)能類(lèi)型能量/功率密度/額定功率/MW放電時(shí)間/min儲(chǔ)能裝置特點(diǎn)及性能鉛酸電池30—5175—301<100mins~hours技術(shù)先進(jìn)，成本低鋰離孑電池75—255150—316<100mins~hours能量密度高，成本高全翻液硫電池40—13555—141<100mins~hours循環(huán)壽命長(zhǎng)鋅嵲電池60—8150—152<10mins~hours能量低鈉锍電池150—24190—2350.1—1051—10h比能量高，成本高抽水儲(chǔ)能0.5—1.6—100—50104—10h響應(yīng)慢，技術(shù)先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能30—64—10—3021—20h適用大規(guī)模儲(chǔ)能飛綸儲(chǔ)能5—135405—16000.005—1.515—15min技術(shù)先進(jìn)，比功率大電容器儲(chǔ)能0.5—15505—15500.02—11—35s響應(yīng)快，比功高超導(dǎo)磁儲(chǔ)能0.5—6581—20050.02—12s—6min響應(yīng)快，比功率高表1.3 儲(chǔ)能技術(shù)特性信息表Tab.1.3Basicperformanceofenergystoragetechnology儲(chǔ)能類(lèi)型自放電（每天/%）循環(huán)壽命/年循環(huán)次數(shù)鉛酸電池0.1—0.45—15500—1005(80.1%放電量)鋰離子電池0.1—0.45—16>1000（91%放電量）全釩液硫電池非常小5—11>10000（100%放電量）鋅鎳電池比較小5—11>10000（100%放電量）鈉硫電池2010—16>4500（91%放電量）抽水儲(chǔ)能非常小40—61—壓縮空氣儲(chǔ)能比較小20—42—飛輪儲(chǔ)能1051621000超級(jí)電容器儲(chǔ)能20—4112100010超導(dǎo)磁儲(chǔ)能10—16211000101.3儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)清潔能源處理和容納起重要作用的研究近年來(lái),儲(chǔ)能技術(shù)的廣泛商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展還不夠全面,其應(yīng)用技術(shù)也相對(duì)落后。但隨著執(zhí)行國(guó)家清潔利用能源發(fā)展戰(zhàn)略和現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展,其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額進(jìn)一步不斷擴(kuò)大。據(jù)國(guó)外知名權(quán)威市場(chǎng)研究預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)navigantresearchs的預(yù)測(cè),到2025年,全球移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)份額將首次超過(guò)205億美元。儲(chǔ)能發(fā)電裝置在大型電網(wǎng)系統(tǒng)中的廣泛運(yùn)行應(yīng)用可以有效地大幅降低電網(wǎng)頻率上的振蕩,提高系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)的電能傳輸質(zhì)量。同時(shí),儲(chǔ)能并網(wǎng)裝置與其他風(fēng)能場(chǎng)的協(xié)調(diào)利用可以大大提高風(fēng)能并網(wǎng)管理效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)計(jì)今年到2018年底,全球光伏電站儲(chǔ)能相關(guān)合作電站和中國(guó)風(fēng)電光伏儲(chǔ)能電站相關(guān)合作發(fā)電系統(tǒng)兩個(gè)風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)基地在建成投產(chǎn)后的總運(yùn)行容量將初步提升至900mw。據(jù)我們估計(jì),到2020年,全球在電動(dòng)車(chē)的新能源和鋰電池生產(chǎn)工廠的領(lǐng)域預(yù)計(jì)有望規(guī)模會(huì)提升至30gwh。隨著地方國(guó)家對(duì)于廣大經(jīng)濟(jì)能源調(diào)控策略的穩(wěn)定推進(jìn),火電風(fēng)力機(jī)組、小型煤等高耗能發(fā)電行業(yè)、不可回轉(zhuǎn)再生能源以及消費(fèi)發(fā)電行業(yè)等相關(guān)行業(yè)陸續(xù)遭到關(guān)停。國(guó)家大力實(shí)施支持新的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和新框架,特別提出是清潔、綠色、環(huán)保、節(jié)能四大產(chǎn)業(yè)。提高我國(guó)多方面產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力,有效的幫助解決了許多高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。大大落實(shí)推進(jìn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的大戰(zhàn)略。在亞洲對(duì)清凈利用能源的巨大需求量已然大幅度超過(guò)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是中國(guó),現(xiàn)已突破到世界第一。根據(jù)弗羅斯特沙利文的研究預(yù)測(cè),到2020年,中國(guó)地區(qū)太陽(yáng)能綜合發(fā)電量規(guī)模預(yù)計(jì)將逐年超過(guò)33gw,其中的儲(chǔ)能和利用能量綜合轉(zhuǎn)換率將逐年達(dá)到28.8%。中國(guó)將來(lái)會(huì)繼續(xù)大力推薦重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)智能光伏電網(wǎng)和清潔環(huán)保能源重點(diǎn)產(chǎn)業(yè),特別重點(diǎn)是太陽(yáng)儲(chǔ)能和光伏智能管網(wǎng)電網(wǎng)以及對(duì)于智能社區(qū)的建設(shè)。目前,儲(chǔ)能燃料電池已廣泛應(yīng)用于新型電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)能、微電網(wǎng)等諸多領(lǐng)域。未來(lái)我國(guó)儲(chǔ)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展有望與全球智能光伏電網(wǎng)、全智能智慧小區(qū)、大型城市能量輸送交換站及終端等領(lǐng)域互聯(lián)互通。中國(guó)也必然有機(jī)會(huì)中國(guó)成為一個(gè)世界上最早發(fā)展光伏儲(chǔ)能的先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí),到2020年,儲(chǔ)能技術(shù)將全面規(guī)范投入儲(chǔ)能商業(yè)應(yīng)用運(yùn)行。目前,我國(guó)一次能源工業(yè)發(fā)展迅速,但由于一次能源環(huán)境污染大,礦產(chǎn)利用能源能量浪費(fèi)嚴(yán)重,能源綜合利用和產(chǎn)能轉(zhuǎn)化經(jīng)濟(jì)效率低下。在清潔再生能源發(fā)電領(lǐng)域,特別多的是清潔風(fēng)能發(fā)電資源的隨機(jī)溫度波動(dòng),使得清潔風(fēng)能的資源調(diào)節(jié)非常困難,并網(wǎng)將給清潔電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展帶來(lái)不利因素影響。因此,能量存儲(chǔ)可以緩解功率波動(dòng)的不利影響。中國(guó)預(yù)計(jì)中國(guó)水力風(fēng)電今年平均裝機(jī)容量有望繼續(xù)保持居去年水平世界第一。2016年7月,風(fēng)力發(fā)電135.8億千瓦時(shí),同比上年同期增長(zhǎng)8.8%;去年我國(guó)電網(wǎng)截至2016年12月,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電200億千瓦時(shí),同比上年同期增長(zhǎng)29.4%。電網(wǎng)安全建設(shè)是我國(guó)電力系統(tǒng)和現(xiàn)代電力工業(yè)的重要基石。為了能徹底解決目前一次能源電網(wǎng)污染嚴(yán)重問(wèn)題,采用清潔再生能源技術(shù)徹底替代目前高耗能的嚴(yán)重污染能源電廠及其他相關(guān)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè);同時(shí)采用孤島儲(chǔ)能技術(shù)徹底解決大型風(fēng)電孤島并網(wǎng)隨機(jī)溫度波動(dòng)給儲(chǔ)能電網(wǎng)長(zhǎng)期調(diào)峰運(yùn)行帶來(lái)不便的安全問(wèn)題;在這種情況下使用新型分布式孤島儲(chǔ)能并網(wǎng)的相關(guān)電站技術(shù)，以此來(lái)優(yōu)化孤島并網(wǎng)運(yùn)行的清潔能源電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。伴隨對(duì)國(guó)家清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略的執(zhí)行和深入發(fā)展,儲(chǔ)能技術(shù)及其風(fēng)能相關(guān)轉(zhuǎn)換機(jī)制也必然會(huì)是加快解決清潔能源能量過(guò)度耗費(fèi)和改善風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)構(gòu)架不合理的首要路線方針。"十三五"期間,國(guó)家電網(wǎng)公司還將大力發(fā)展清潔再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)。其中,智能動(dòng)力電網(wǎng)系統(tǒng)采用現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)與現(xiàn)代電網(wǎng)相優(yōu)化結(jié)合,解決了目前電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩和供電頻率發(fā)生波動(dòng)的不合理電網(wǎng)運(yùn)行控制方式?；旌喜⒕W(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)主要用于有效穩(wěn)定大型風(fēng)電的間接儲(chǔ)能波動(dòng),提高大型風(fēng)電混合并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行持續(xù)時(shí)間,從而有效提高大型風(fēng)電混合并網(wǎng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó)微電網(wǎng)和儲(chǔ)能孤島網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中,分布式電網(wǎng)儲(chǔ)能的這種集中式電網(wǎng)并聯(lián)供電模式應(yīng)用可以有效地幫助緩解整個(gè)微電網(wǎng)的較大頻率諧波振蕩,提高電能輸出量和電能輸送質(zhì)量,降低電力資源能量消耗,提高國(guó)家電力系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定。風(fēng)電場(chǎng)主要使用了儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng),能出色的平滑0-1hz的風(fēng)電功率強(qiáng)度波動(dòng),使其同時(shí)輸出的電功率更加完全的遵循國(guó)家有關(guān)規(guī)定,提高了風(fēng)電能利用質(zhì)量,減少環(huán)境污染。節(jié)約一次資源,加大對(duì)清潔能源開(kāi)發(fā)。根據(jù)各種現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,可以劃分為現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)裝置的初步設(shè)計(jì)研究初級(jí)階段、儲(chǔ)能技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展初級(jí)階段和現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)的成熟以及應(yīng)用發(fā)展階段三個(gè)主要階段。大多數(shù)新型光伏儲(chǔ)能發(fā)電裝置尚好正處于初步試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)階段。鉛酸動(dòng)力蓄電池高壓儲(chǔ)能技術(shù)和動(dòng)力抽水電池蓄能儲(chǔ)電技術(shù)分別是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為成熟和廣泛的兩種儲(chǔ)能技術(shù)。其他我國(guó)儲(chǔ)能發(fā)電裝置的研究發(fā)展還主要處于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的研究初級(jí)階段,離能夠大規(guī)模推廣應(yīng)用起來(lái)還有一定一段距離。其中,超級(jí)穩(wěn)壓電容儲(chǔ)存功能已開(kāi)始得到一定不同程度的廣泛應(yīng)用,但其價(jià)格昂貴,且處于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段。1.4風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的研究風(fēng)電系統(tǒng)的大或小規(guī)模暫停運(yùn)行嚴(yán)重直接影響了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)可以通過(guò)儲(chǔ)存風(fēng)能發(fā)電單元的快速自動(dòng)充放電,靈活有效地自動(dòng)控制住大型風(fēng)電有關(guān)的電磁波動(dòng),降低其對(duì)大型電力系統(tǒng)電磁擾動(dòng)的直接影響,進(jìn)而提升大型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的設(shè)備電能運(yùn)行質(zhì)量。儲(chǔ)能發(fā)電裝置的使用經(jīng)濟(jì)性和使用有效性大都顯現(xiàn)在對(duì)于儲(chǔ)能容量的正確配置上。因此,合理配置和對(duì)儲(chǔ)能凈化裝置的用電容量控制具有重要的經(jīng)濟(jì)工程技術(shù)意義。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)清潔利用能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的能源控制策略和超大容量能源分配控制方法已經(jīng)進(jìn)行了一些深入研究?；旌想娙輧?chǔ)能(HESS)節(jié)能技術(shù)方案采用了鋰電池混合儲(chǔ)能和超級(jí)混合電容儲(chǔ)電功能相相互結(jié)合的技術(shù)方式,對(duì)能量集中在較大風(fēng)場(chǎng)的空氣功率強(qiáng)度波動(dòng)情況進(jìn)行節(jié)能補(bǔ)償。在充分滿(mǎn)足我國(guó)電力平穩(wěn)穩(wěn)定輸出的基礎(chǔ)上,對(duì)電力儲(chǔ)能容量建設(shè)進(jìn)行有效合理規(guī)劃,以真正達(dá)到電力資源配置經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本要求。同時(shí),風(fēng)電企業(yè)采用風(fēng)能混合發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)可以抑制國(guó)內(nèi)風(fēng)電價(jià)格波動(dòng),優(yōu)于單一儲(chǔ)能裝置。其主要形成原因之一是單個(gè)大型儲(chǔ)能發(fā)電裝置不僅只能從某一個(gè)頻段的內(nèi)側(cè)波動(dòng)抑制一個(gè)相應(yīng)的外側(cè)功率電平波動(dòng),而且又不能抑制其他一個(gè)頻段的外側(cè)功率波動(dòng)效應(yīng),造成儲(chǔ)能資源嚴(yán)重浪費(fèi)和增加經(jīng)濟(jì)使用成本。因此,采用不同的多級(jí)風(fēng)電儲(chǔ)能系統(tǒng)組合方式是有效消除大型風(fēng)電儲(chǔ)能波動(dòng)的一個(gè)重要途徑。文獻(xiàn)[1]基于小波分解的儲(chǔ)存蓄能設(shè)備容量小波分配計(jì)算方法,但該分配方法沒(méi)有充分考慮儲(chǔ)存蓄能設(shè)備容量的使用經(jīng)濟(jì)性,儲(chǔ)能容量的有效性和分配也不夠科學(xué)。文獻(xiàn)[2]為了大大提高我國(guó)風(fēng)電設(shè)備并網(wǎng)的儲(chǔ)能可靠性,采用風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)的綜合應(yīng)用分析模式和儲(chǔ)能分類(lèi)方法來(lái)有效抑制我國(guó)微電網(wǎng)的最大功率電平波動(dòng)。文獻(xiàn)[3]主要使用容量轉(zhuǎn)換(lyapunov)域的函數(shù)式來(lái)估計(jì)儲(chǔ)電利能系統(tǒng)的穩(wěn)定域,用闡述飽和儲(chǔ)能系統(tǒng)控制儲(chǔ)能理論的內(nèi)在觀點(diǎn)的方法合理化地計(jì)算整個(gè)儲(chǔ)能利用系統(tǒng)的穩(wěn)定容量。文獻(xiàn)[4]主要提出以不同組合發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行性能特性要求為主要約束容量條件,根據(jù)不同并網(wǎng)發(fā)電負(fù)荷的不同缺電率因素來(lái)合理配置組合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)容量。文獻(xiàn)[5]根據(jù)文獻(xiàn)采用系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)成本分解(EMD)分析方法計(jì)算穩(wěn)定系統(tǒng)能量成本值,并研究采用儲(chǔ)能損耗-系統(tǒng)成本分配-系統(tǒng)效率的方法對(duì)系統(tǒng)儲(chǔ)能容量成本進(jìn)行模態(tài)分配。文獻(xiàn)[6]指出考慮到鋰電池的儲(chǔ)蓄功能蓄電單元的使用壽命以及成本,結(jié)合儲(chǔ)蓄蓄能系統(tǒng)電池經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化管理模式,建立并提出與之互相對(duì)應(yīng)的電池優(yōu)化管理模型,采用自動(dòng)化適應(yīng)性和網(wǎng)格數(shù)據(jù)搜索的分析方法對(duì)電池容量資源配置和未來(lái)優(yōu)化進(jìn)行綜合優(yōu)化。文獻(xiàn)[7]基于儲(chǔ)能風(fēng)電設(shè)備并網(wǎng)設(shè)計(jì)功率的最大目標(biāo)計(jì)算函數(shù)輸出值應(yīng)以偏差設(shè)定值為最小,根據(jù)參考功率值提取得到的參考輸出信號(hào)為最大輸出計(jì)算目標(biāo),把建立計(jì)算基于風(fēng)電并網(wǎng)功率的最優(yōu)最小數(shù)學(xué)成本期望約束作為計(jì)算根據(jù),建立計(jì)算出基于儲(chǔ)能風(fēng)電裝置基于荷載風(fēng)電變化狀態(tài)的設(shè)備懲罰維護(hù)成本與設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本的最小數(shù)學(xué)約束計(jì)算條件,再據(jù)此確定一套相應(yīng)的資源優(yōu)化管理模型,結(jié)合儲(chǔ)存智能裝置粒子群組的優(yōu)化模型算法應(yīng)用來(lái)針對(duì)進(jìn)行儲(chǔ)存功能裝置容量的優(yōu)化相應(yīng)資源合理配置。文獻(xiàn)[8]基于光伏電池應(yīng)用儲(chǔ)能能源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)能量穩(wěn)定缺失的物理層面,建立與之相關(guān)或?qū)?yīng)的電池儲(chǔ)能的系統(tǒng)數(shù)學(xué)能量模型,以光伏風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電的能量穩(wěn)定性要求作為能量限制,對(duì)電池儲(chǔ)能發(fā)電裝置的可容量性和來(lái)源性進(jìn)行合理配置。文獻(xiàn)[9]提出建立以每個(gè)儲(chǔ)能發(fā)電裝置最小荷載運(yùn)行荷電成本為主要優(yōu)化值的目標(biāo)計(jì)算函數(shù),同時(shí)對(duì)每個(gè)儲(chǔ)能發(fā)電裝置最大荷載的電容量狀態(tài)及系統(tǒng)功率平滑度的輸出情況做出系統(tǒng)約束性?xún)?yōu)化規(guī)劃,通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化迭替換代以及算法應(yīng)用來(lái)準(zhǔn)確滿(mǎn)足各項(xiàng)要求優(yōu)化目標(biāo)條件下的荷電容量進(jìn)而合理的進(jìn)行配比。參考文獻(xiàn)[1]