超级电容器储能系统在微电网中的应用.pdf

00 000Il 1 j7 特稿专递 TEGAOZHUAND 超级电容器储能系统在微电网中的应用 李 乐，黄 伟，马雪玲 (华北电力大学 电气与e_,-7--T-~学院，北京 102206) ● 摘 要：在微电网与大电网相互补充、共同发展的趋势下，电压暂降、瞬时停电等电能质量问题对于只含有若干 ● 发电机的微电网来说显得非常严重，因此储能系统在微电网中的应用是非常必要的。比较当前各种储能技术．超 级电容器储能系统(SCES)具有快速反应、高功率输出、高效率等优点。分析 了SCES的基本原理。建立了SCES模 型，并在PSCAD仿真软件中搭建了适于分析的微电网模型，针对不同情况进行 了详细的仿真试验。仿真结果表 明，SCES不仅可以补偿电压暂降，也可以应对冲击负荷与瞬时停电，有效解决微电网的电能质量问题。 关键词：储能技术：微电网；分布武发电；超级电容器：电能质量 中图分类号：TM531．4 文献标志码：A 文章编号：1673—7598(2010)08—0012-05 O 引言 1 储能技术的发展 随着各种新型能源发电技术的蓬勃发展以及社 到 目前为止，人们已经开发了多种形式的储能 会对供 电电能质量的要求越来越高，传统的大电网 方式，能量基本按以下几种类型储存起来：电能(如 供电方式已经逐渐暴露出本身存在的缺陷，大电网 超级电容器)、电化学能 (如传统铅酸电池、燃料电 与分布式发电相结合被世界上很多能源电力专家公 池)、动能(如飞轮)、位能(如空气压缩储能系统、抽 认为是能够节省投资、降低能耗、提高系统安全性和 蓄电厂)、化学能 (如氢储能系统)、磁能(如超导磁能 灵活性的主要方法，是2l世纪电力工业的发展方向lll， 储存系统)及热能等。根据文献[5]，在分布式发电中 能够综合利用风力发电、太阳能发电、微型燃气轮机 被广泛利用的储能技术有蓄电池储能、超级电容器 发电等各种可再生能源发电的微型电网(微电网)应 储能、超导储能以及飞轮储能。表1是各种储能技术 运而生(j。 的性能比较 微电网系统容量一般为数kW～1000MW，电压 表1 各储能系统的性能比较 等级为400V，由负载和微 电源组成独立可控系统， 可 以对当地提供 电能和热能。但是，由于可再生能 源发 电具有不稳定、不连续的特点以及大 电网出现 的瞬时故障都会引起微 电网电压暂降、瞬时停电等 问题，为保证微电网中电力用户的电能质量 ，在微 电网中必需建设配套的储能系统。文献[4】详细分析 了储能设备在主网瞬时故障时对维持电力用户用 电不问断所起的重要作用，但 尚未分析微电网内部 发生故障时的各种情况。本文将重要研究储能技术 在微电网内部故障或出现冲击负荷时所起到的关 键作用 收稿 日期：2010—07—09 基金项 目：国家高技术研究发展计J~(863计~JJ)(2007AA05Z2491 作者简介：李 乐 (1984～)，男，河北石家庄人，硕士研究生，从事电力系统规划与可靠性、微电网运行与控制方面的研究。 TEGAOZHUANDI静 得 专 厘 0 一÷ I 美j|0 蓄电池技术成熟、价格低，但其循化寿命低、污 m