储能技术在分布式发电中的应用(3)

3.2 独立运行的一般要求

由于单个分布式电源独立运行，很难维持整个系统的频率和电压稳定。所以在大电网难以达到的边远或孤立地区，一般采用分布式电源联合运行来为这些地区提供可靠的电力。它们包括：风/光互补联合发电系统、光/柴联合型发电系统、微型燃气轮机/燃料电池混合系统等。联合运行的共同特点就是利用互补特性，获得比较稳定的总输出，在保证同样供电稳定性和可靠性的情况下，大大减少储能的容量，一般从数百千瓦至数兆瓦[4]。以光伏/柴油联合发电系统为例，虽然柴油发电机与光伏发电相结合能够确保连续24h不间断供电，且资金花费低于蓄电池作后备。然而，当光伏输出发生变化时，柴油发电机不能快速做出响应，而通过储能的过渡作用，可满足负载对快速响应的要求。燃料电池响应负载的速度也较慢(电流斜率约4A/s)，配置储能可提高其可靠性和寿命[13]。这样在光伏、燃料电池发电系统中储能装置就得具有响应速度快，功率密度高的特性。独立光伏电站储能容量计算公式：

式中，Q为日用电量;D为支持天数;η 为逆变器效率;η2为储能装置充放电效率;K为温度修正系数;S为放电深度。

3.3 特殊要求

(1)抑制DG输出功率波动。太阳能、风能等受天气等自然因素的影响，输出电能具有随机性，而储能可以平抑功率波动，提高系统电压和频率质量。从实际风力发电的角度出发，考虑到发电功率一般以秒级周期随机波动，要求储能具有秒级响应速度和一定的功率补偿能力。考虑到随机性是分布式电源并网所造成的不利影响的本质原因，研究分布式电源发电功率预测技术，分析发电功率预测误差，以此为依据优化储能容量对储能在分布式电源并网运行具有重要的实际意义，如图1所示。

图1 基于光伏功率预测误差的储能容量优化

(2)使DG按照预先制定的规划进行发电。鉴于在根本上改变分布式电源间歇性投资巨大且并无必要，可将目标定位在使包含分布式电源的局部网络潮流曲线按照计划推进，储能只是填补分布式电源输出与预期曲线之间的差额部分，而不是对分布式电源的功率波动完全补偿。这对电网的调度控制和安全经济运行具有重要作用，而所需的储能容量也大大降低，如图2所示。

图2 基于含风电场局部潮流曲线的储能容量优化