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一、储能系统如何运用在微电网

摘要：储能在整个电力价值链上起到了至关重要的作用。它的作用涉及发电、输电、配电乃至终端电力用户。储能是解决新能源消纳、增强电网稳定性、提高配电系统利用效率的最合理的解决方案。系统中引入储能环节后，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平抑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备、降低用电成本，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、参与调频调压、补偿负荷波动的一种有效手段。一、储能系统在微电网中的作用

1、提高分布式能源的稳定性

分布式能源诸如太阳能、风能、生物质能等可再生能源，普遍受外界环境如光照、温度、风力、气候等因数影响比较大，所发电量具备随机性、不稳定性特点。在微电网与电网断开，独立运行情况下，微电网中分布式能源的输出功率随着环境因数的变化而变化，无法为负荷提供稳定的输出。储能系统应用于微电网中，通过能源管理系统（EMS），将分布式能源与储能系统、主电网协同控制，可以平稳分布式能源的波动，稳定输出，并提供分布式能源的就地利用率，避免远距离传输给主电网照成传输压力及电力损耗。

除此之外，储能系统还能在夜间，或分布式能源维修期间，持续为主要负载提供部分电源，减少停电时间。

2、改善用户用电的电能质量

在微电网与主电网连接，并网运行时，其电能质量必须符合国家相关标准，即功率因数、电压不对称、电流谐波畸变率、电压闪降等参数需达到相应值。

按以上第一点中所述，微电网在无储能系统的情况下，受其本身能源的特性影响，无法保证电能质量，尤其是电压稳定性。储能系统的运用，能够对微电网电能质量的提升发挥重要的作用，系统通过对储能系统中PCS控制，在稳定电能输出的同时，调节储能系统向微电网输出的有功、无功，同时解决电压骤降/跌落问题。

在面对主电网电压骤升、骤降等问题时，储能系统可以提供快速功率缓冲，快速吸收/补充电能，提供有功，无功功率支撑，稳定电压波动。储能系统也能为微电网提供部分谐波治理功能。

3、调峰

储能系统在微电网中，可以在负荷低谷时候，存储分布式能源发出的多余电能，在负荷用电高峰时候释放电能，调节负荷需求。储能系统作为微网中能量缓冲环节，在微网系统中是必不可少的。

储能系统在满足峰值负荷用电的同时，可以降低发电机组或变压器所需容量。

二、储能系统如何运用在微电网

储能技术主要的应用方向有：①风力发电与光伏发电互补系统组成的局域网，用于偏远地区供电、工厂及办公楼供电；②通信系统中作为不间断电源和应急电能系统；③风力发电和光伏发电系统的并网电能质量调整；④作为大规模电力存储和负荷调峰手段；⑤电动汽车储能装置；⑥作为国家重要部门的大型后备电源等。

据业内人士介绍，微电网是储能最主要的应用领域，作为微电网中必不可少的部分，储能在微电网中发挥了至关重要的作用。

通常来说，微电网的一般结构由能源流和信息流相互融合而成，分为分布式能源、储能装置、电能变换装置、保护装置和微电网能源管理系统组成，也可根据实际应用情况进行增减。相对于大电网，微电网表现为单一的受控单元，它可以保证用户电能的质量和供电安全，同时也是智能电网及能源互联网的重要组成部分。

在微电网运行中，有两种运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。并网运行模式是在外部无故障时，微电网与外部电网处于连接的状态;孤岛运行模式是当外部电网发生故障或者电能质量较差时，微电网通过快速开关可以切断与外电网的连接，进入独立运行的状态，保证微电网内部重要负荷的供电可靠性。在微电网孤岛运行模式时，能量来源于分布式能源和储能电池，当分布式能源的出力小于负荷需求时，就会存在一定的功率缺额，解决功率缺额的方法就是在微网系统中配备一定容量的储能设备。

在新能源发电中，经常会由于外界环境条件的变化而出现没有电能输出的情况，例如光伏发电遇到的夜间无光源的情况和风力发电中的没有风吹过的情况等，这个时候就需要储能系统向微电网系统中的用户提供持续的供电。

小编查阅资料发现，储能技术进步最快的就是电化学储能技术，以锂离子电池、铅炭电池、液流电池为主导的电化学储能技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面均取得了重大突破，极具产业化应用前景。

随着全球可再生能源的普及和电动汽车产业的迅速发展，动力电池也将迎来巨大的市场，此后也将出现大量动力电池退役的回收再利用问题。在业内人士看来，退役后性能尚可的动力电池可作为储能电池继续服役，这个应用随着我国电动汽车的发展将带来储能发展的良机，这将会一个是非常好的应用领域。

电力安全是国家能源安全的重要组成，储能是保证电力安全、低碳、高效供给的重要技术，是支撑新能源电力大规模发展的重要技术，也是未来智能电网框架内的关键支撑技术。

能源互联网作为未来全球能源的发展方向，需要从根本上改变现在的发、输、变、配、用的环节配置，这就决定了未来电力的潮流控制、分布式电源及微网将广泛应用，储能技术将是协调这些应用的至关重要的一环。

二、智能电网在生活中的应用

目前智能电网的应用如何？智能电表有哪些功能，是否可以实现省电，智能管电？对消费者说有哪些实际的改变

智能电网的应用，目前国际上只有名称，没有明确标准。美国、欧洲、中国都各有自己的定义和范围。

从应用的角度看，最广泛使用的技术，还是在低压系统对电网的智能化改造。

智能电网（也称为：先进型电网），包括先进控制技术和分析诊断技术。并且能够在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动。

这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。

当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。

目前，智能电网的概念，在以下方面得到比较实际的应用：

（1）收集和监测电网数据

先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估，这些数据都是准实时数据，对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义，同时还可以利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网早期的预警。

（2）分析数据

准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析。

先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题；

专家系统将数据转化成信息用于快速决策；

负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷；

概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平；

电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。

（3）诊断和解决问题

由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断。

（4）执行自动控制的行动

智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动称为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。

（5）为运行人员提供信息和选择

先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息。控制系统收集的大量数据不仅对自身有用，而且对系统运行人员也有很大的应用价值，而且这些数据辅助运行人员进行决策。

在上述领域应用最成功的系统，首推采用SST-330或SST-300型智能型电力表组成的智能电网系统。

这个系统，能完成上述智能电网中的各项功能。首先能够检测电网中的所有电气参数。包括电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电能、无功电能、谐波含量等所有参数。同时，还可以对这些参数实时记录、显示、分析和控制。通过通讯接口和网络系统，可以完成参数设置、数据采集、逻辑控制、报警、信号输出等很多功能。采用的技术，代表了当代先进的智能电网技术水平。

物联网在智能电网的具体应用有哪些？

_1减少停电现象

停电现象普遍存在且颇具破坏性，会降低电网可靠性和客户满意度、浪费能源、使网络效率下降，也会影响公司收入(不管是买方还是卖方的收入)。通过在智慧的电力中安装先进分析和优化引擎，电力提供商可以突破“传统”网络的瓶颈，而直接转向能够主动管理电力故障的“智能”电网。对电力故障的管理计划不仅考虑到了电网中复杂的拓扑结构和资源限制，还能够识别同类型发电设备，这样，电力提供商就可以有效地安排停电检测维修任务的优先顺序。如此一来，停电时间和频率可减少约30%，停电导致的收入损失也相应减少，而电网的可靠性以及客户的满意度都得到了提升。

_2智能电表

在智慧的电力设施的支持下，智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解在任何时刻的电力费用，并且用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格(查看前后的记录)，这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网上的传感器，可以协助检测波动和停电。它还能储存和关联信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭服务，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。总而言之，智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式，也能重新定义客户体验。

物联网在智能电网中有哪些应用

物联网在智能电网中的应用主要包括：(1)设备状态监测。利用物联网技术对常规机组、水电站坝体、新能源发电、电力设备进行状态监测，提高一次设备的感知能力。(2)电力生产管理。利用物联网技术实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动、电力巡检管理以及重要杆塔的实时监测和防护。(3)电力资产全寿命周期管理。将射频识别和标识编码系统应用于电力设备，进行资产身份管理、资产状态监测以及资产全寿命周期管理，实现自动识别目标对象并获取数据。(4)智能用电。利用物联网技术有助于实现智能用电双向交互服务、用电信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电，为实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用电效率，以及节能减排提供技术保障。

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