[行业技术文章]分布式发电系统中的蓄能技术

      摘要:在散布式发电系统的运用中，蓄能系统有三个方面的作用——可以稳定供电、提供备用电力和提高散布式发机电组的可调剂性。该文介绍了蓄电池技术、超导蓄能技术、电容器蓄能技术、机械式蓄能技术四种蓄能技术的特点。 

      蓄能技术是转移高峰电力、开发低谷用电、化资本设置装备摆设、庇护生态情况的一项重要技术措施。在我国，蓄能技术的推行运用刚刚起步，虽然推行运用的面很小，但效益较着，潜力很年夜。 

      散布式发电系统，出格是运用可再生能源的散布式发电系统，由于能源的不稳定性，致使其不能接连运行，是以，蓄能系统在散布式发电系统中有着很是重要的作用。

      1 蓄电池  

      当前主要运用的蓄电池有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢化物-镍蓄电池和锂离子电池和钠硫蓄电池。  

      综合分析各类蓄电池的特征，由于铅酸蓄电池具有秀的性价比，而且能密度也能到达系统设计的要求，是以在这些蓄电池之中，铅酸蓄电池被认为适合运用于散布式发电系统。 

      2 超导蓄能  

      理论上，超导线圈可以有很高的电流，超导蓄能系统的蓄能能力也很强，450 m2面积的超导线圈可以存储1×109 kWh的电能。现实中，超导蓄能系统很难到达这样的性能，可是仍比蓄电池系统的能密度年夜。冰箱年夜小的超导蓄能系统可以存储250 kWh的电能，其重只有320 kg。 超导蓄能系统中，需要压缩器和水泵来维持容器中液体的低温。此外，超导蓄能系统还有一个DC/AC转换器将直流电转换为交流电。在蓄能装备中，超导蓄能系统具有强的控制能力。 

      超导蓄能系统具有怪异的点：噪音低、高效率及高靠得住性。可是也有致命的错误谬误:一是超导蓄能系统需要压缩器和水泵来维持液体的低温，这使系统变的复杂，而且致使维修频率提高；二是成本太高，至今为止，超导蓄能系统的成本比其它类型的蓄能系统的成本高得多。 

      超导蓄能系统每kWh蓄能容的成本在$2500～3800之间，年夜概是铅酸蓄电池成本的 20倍。高成本致使超导蓄能系统短时间内不成能在散布式发电系统年夜规模运用，可是在要求高和高靠得住性的系统中可以运用。超导蓄能系统很是坚忍耐用。超导线圈在运行进程中没有磨损，压缩器和水泵可以定期更换，是以超导蓄能系统具有很高的靠得住性，适合高靠得住性要求用户的需求。

     3 电容器蓄能

      电容器可分为普通电容器、电化学双电层电容器、法拉第准电容器和超级电容器。 

      普通电容器、电化学双电层电容器、法拉第准电容器等蓄能能力有限，能密度低，不适用于散布式发电系统中。而超级电容用具有功率密度很高、充电时间短、寿命出格长等良特征，适用于散布式发电系统。超级电容器的点:  

      很高的功率密度。其输出功率密度是一般蓄电池的数十倍。

      极长的充放电轮回寿命。其轮回寿命可达万次以上。

       很是短的充电时间。 

       蓄能时间长。超级电容器蓄能进程中，虽然也有细小的漏电电流，但蓄能寿命可以认为是无限的。 

        高靠得住性。超级电容器没有运动部件，维护工作少，因而靠得住性长短常高的。 

        从它的点可以看出，在边远地域，超级电容器可以和风力发电装配或太阳能发电装配组成夹杂电源，使得在无风或夜间也能够提供足够的电能。 

       超级电容器是一个介于普通电容器和蓄电池之间的良的蓄能装备，它与蓄电池组成的夹杂动力系统，可以知足多种用电装备对电源提供的功率密度和能密度的需求，因而其运用范围正在不竭扩年夜。随着研究工作的深进进行，超级电容器蓄能系统将会在散布式发电系统中阐扬更年夜的作用。 

      4 机械式蓄能 

       20世纪90年月科学技术突飞猛进给飞轮储能技术带来了希看。首先，超导磁悬浮技术的进展，配合真空技术，把机电的磨损和风消耗降到了低限度。其次，高强度的炭素纤维合成材料的泛起，允许的线速度可达500~1000 m/s，年夜年夜增加了单元中的动能储。再次，电力电子技术的成长，给飞轮贮存的动能与电能之间的交换提供了灵活的桥梁。飞轮储能密度年夜、能转换效率高、使用寿命长、充电时间短、顺应各类情况、可重复深度放电，是一种绿色能源技术，运用前景广漠。 

      飞轮蓄能系统主要包括3个部门:贮存能用的转子系统；支持转子的轴承系统；转换能和功率的电动/发机电系统。另外还有一些支持系统，如真空、外壳和控制系统。经过年的研究，今朝已有很多的运用实例。 

      今朝飞轮蓄能系统主要用于电力系统中，如改善电能，作为化学电池的弥补及替换UPS电源等。 

      虽然新的飞轮蓄能系统具有上述种种点,不外今朝价格还较高，还不能年夜规模运用于散布式发电系统中。现在飞轮蓄能系统主要运用于为蓄电池系统作弥补。其华夏材料价格其实不高，费用主要用于提高其平安性能上。若是这方面的成本能下降，将年夜年夜提高其商竞争力。在蓄能技术领域作为一项新的革命，它的运用前景将更为广漠。 

      5 竣事语 

      随着材料技术、超导技术、电力电子技术的进一步成长，和人们能源意识、环保意识的增强，预计本世纪蓄能技术将在散布式发电系统中年夜规模运用。我国现阶段电力求过于供，应在自然资本丰硕的地域年夜力展开散布式发电系统的运用，同时也必需积极成长蓄能技术。散布式发电系统中的蓄能技术可以使国家电力资本获得化设置装备摆设，使情况获得庇护。 

       参考文献 

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