液態金屬電池儲能系統在光氫耦合微電網中的優化配置

梁芷睿, 宋政湘, 王建華, 王 賢, 張國鋼

(電力設備與電氣絕緣國家重點實驗室(西安交通大學), 陜西省西安市 710049)

0 引言

隨著全球經濟的高速發展,能源與環境問題日趨嚴重,分布式發電技術成為世界各國研究和發展的熱點。為減小分布式電源對電網的沖擊,人們提出了微電網的概念[1]。微電網既可以并網運行,也可以孤立運行,它能夠促進分布式電源的大規模接入,是消納可再生能源的重要方式。多能互補是智能微電網的重要發展方向,也是提高可再生能源滲透率的有效手段。

在微電網中,風能和太陽能等可再生能源發電具有間歇性和波動性,將其直接接入電網會降低電能質量。借助大規模儲能技術可以有效解決這一問題。目前主要的儲能手段(如鉛酸電池、鋰離子電池、超級電容器等)普遍存在如存儲能量少、釋放效率低、占地面積大、充放電壽命有限和環境污染等問題,達不到電力系統對儲能設備的容量和成本要求。液態金屬電池是由美國麻省理工大學的Sadoway教授團隊提出的一種新型儲能電池[2],具有過載能力強、運行壽命長、經濟環保等優點,非常適合電力系統儲能[3],但其大規模配置成本較高。氫儲能具有能量密度高、運行維護成本低、儲能過程無污染等優點,是一種廉價的大規模儲能技術[4]。然而氫電轉換速度受到燃氣輪機、燃料電池等設備響應速度的制約,無法快速響應負荷變化[5]。因此,可以為微電網設計一種液態金屬電池儲能與氫儲能相結合的綜合儲能系統,從而更好地發揮兩種儲能方式的優點,提高微電網的性能。……