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电力系统中引入储能设备后,可以有效地实现需求侧管理,减小负荷峰谷差,不仅可以更有效地利用电力设备,降低供电成本,还可以促进可再生能源的应用,也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术的应用将在传统的配电系统设计、规划、调度、控制等方面带来变革。
1.削峰填谷
电力负荷存在白天高峰和夜间低谷的周期性变化,负荷峰谷差往往达到发电出力的30%~40%,当前,电网负荷的峰谷差日益扩大,系统调峰压力很大。2010年11月,发展改革委、电监会等六部委联合印发《电力需求侧管理办法》,针对电力需求侧提出了十六项定性或定量的管理和激励措施,其中提到“将推动并完善峰谷电价制度,鼓励低谷蓄能”等,《办法》将于2011年1月1日起实施。
储能站直接接入配网,可在用电低谷时作为负荷存储电能量,在用电高峰时作为电源释放电能,在一定程度上减弱峰谷差,变相削减峰值负荷,对电网而言相当于改善了负荷特性,实现电力系统的负荷水平控制,和负荷转移等。给电网带来的直接好处包括:减少系统备用容量的需求,减少系统中的调峰调频机组的需求;减轻高峰负荷时输电网的潮流,有助于减少系统输电网络的损耗,减少输电网的设备投资,提高输配电设备的利用率;减少火电机组参与调峰,提高发电效率,从而获取经济效益。
2.抑制电网振荡
任何微小扰动引起的动态不平衡功率都会导致机组间的振荡,通过发电机附加励磁控制可以有效地抑制,但是对于大型复杂互联电力系统中出现的区域间多模式低频振荡问题,最有效控制点可能位于远离发电机组的某条输电线路上,若通过远离系统最有效控制部位的发电机组励磁控制来抑制,往往难以达到满意的控制效果。
只要储能装置容量足够大而目响应速度足够快,就可以实现任何情况下系统功率的完全平衡,这是一种主动致稳电力系统的思想。由于这种电力系统稳定控制装置不必和发电机的励磁系统共同作用,因此,可以方便地使用在系统中对于抑制振荡来说最有效的部位。使用能向电网提供1~2秒钟有功功率补偿的储能系统,电网中各机组在受扰动后的暂态过程中,可以保持同步运行,系统崩溃事故的发生可以得到避免。
SMES的ms级响应、大容量功率/能量传递的特性适用于提高大电网动态稳定性。能在系统发生故障或受到扰动时能够快速地吸收/发出功率,减小和消除扰动对电网的冲击,消除互联电力系统中的低频振荡,抑制同步振荡和谐振,并在扰动消除后缩短暂态过渡过程,使系统迅速恢复稳定状态,提高系统运行的可靠性。
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