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储能系统（EnergyStorageSystem，简称ESS）是一个可完成存储电能和供电的系统，具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。可以使太阳能、风能发电平滑输出，减少其随机性、间歇性、波动性给电网和用户带来的冲击；通过谷价时段充电，峰价时段放电可以减少用户的电费支出；在大电网断电时，能够孤岛运行，确保对用户不间断供电。

图1-1微电网系统架构

图1-1是微电网系统架构，包含储能、光伏、风机等，储能系统是微网的核心组成，常配合光伏、风电等一起使用。由于电池储能具有技术相对成熟、容量大、安全可靠、噪声低、环境适应性强、便于安装等优点，所以储能系统常用电池来储存电能，目前储能系统主要由储能单元和监控与调度管理单元组成，储能单元包含储能电池组（BA）、电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）等；监控与调度管理单元包括中央控制系统（MGCC）、能量管理系统（EMS）等。

2.储能系统的关键技术

储能系统的技术主要包含对储能变流器的控制、对储能电池的管理，以及监控与调度管理单元对系统能量合理调度。

2.1变流器控制策略

储能变流器又叫功率变换系统（PCS），是储能单元中功率调节的执行设备，在监控与调度系统的调配下，实施有效和安全的储电和放电管理。目前常用的变流器控制策略有PQ控制、VF控制、下垂控制、虚拟同步机控制四种方式。

（1）PQ控制

PQ控制是指恒定有功无功控制，控制储能变流器输出的有功功率和无功功率等于其参考功率。PQ控制是新能源并网最常用的控制方式，只有在储能系统并网模式下才可能运用，其控制原理图如图2-1所示。

(a)恒定有功控制 (b)恒定无功控制

图2-1PQ控制示意图

图2-1表明，在频率、电压变化范围（fmin

（2）VF控制

VF控制是指储能变流器维持输出电压和频率不变；而输出的有功功率和无功功率由负荷决定，其控制原理如图2-1所示。不论输出的有功功率和无功功率如何变化，VF控制的储能变流器自动调整运行曲线，满足负荷随机变化，保持电压频率恒定，因此，其外特性为电压源。

(a)恒定频率控制 (b)恒定电压控制

图2-2VF控制示意图

VF控制常用于微网的孤岛模式，支持电网的电压和频率，相当于电力系统的平衡节

（3）下垂控制

下垂控制是一种无互联线逆变器并联均流的控制方法,下垂控制变流器模型可以简化为如图所示交流电源：

当PCS输出阻抗主要呈现感性时，其输出有功P近似于相角差成正比，无功功率近似于电压的幅值差成正比，因此可以通过调节变流器输出电压的相位和幅值来调节逆变器输出的有功功率和无功功率。

(a)恒定频率控制 (b)恒定电压控制

图2-3下垂控制示意图

下垂控制既可以工作在独立带载的情况，也可以工作在多机并联的情况下。在组建微电网时候，可以使用下垂控制模式建立微电网的电压频率，在无上层控制的情况下，逆变器可以根据本地设置参数分配系统的负荷；在有上层控制的情况下，逆变器按照上层控制器设置的参数运行,同时还可以根据自身情况选择是否进行二次调频。

原标题：行业漫谈 | 浅谈储能系统关键技术

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