基于双向变换器的蓄电池储能在微网中的特性研究(4)
1.2.4 微电网储能技术概述
微电网并网运行时，与公共电网进行能量交换，多余的电能输出到大电网，缺少的电能由大电网输入。当公共连接点不不存在时，大电网不提供能量支撑，微网进入孤岛运行模式，此时系统要求其输出功率匹配于其负荷功率。不可避免地还必须要考虑到恶劣天气情况对微电源输出功率的影响(例如，光伏电池输出功率的变化受到光照强度和光照时间的影响，风能组件输出功率的变化受到风力条件的影响)，由此储能系统便应运而生，输出功率过高时，多余的能量由储能装置储存，起到调峰的作用；输出功率过低时，储能装置再释放出这部分余出能量，供给微电网保证内部功率的稳定性，起到填谷的作用。这种灵活运用储能系统的调节控制方式可以保证微电网中的功率平衡和系统稳定。
微电网中储能系统组成包括：
图1.2 储能系统结构图
根据储能形式的不同，当前运用较多的储能系统有：蓄电池储能、飞轮储能、超级电容器储能、超导储能等。
（1）蓄电池储能：
蓄电池作为最原始也是目前应用最广泛的形式，其原理是将化学能与电能相互转化，并储存在蓄电池中。常用的蓄电池由使用的电化学材料不同，可分为镍镉电池、钠硫电池、铅酸蓄电池、锂电池。铅酸蓄电池由于其原材料容易获取，所以价格低廉，又因为制造工艺简单，故可运用于规模化的生产，当前被广泛使用在社会电力生产的各个角落。蓄电池的应用范围很广，它不仅能够在很长一段时间内储存电能，而且还可以在短时间内获得很大的冲击电流。尽管有这么多优点，但它也是由其不足的地方的，比如占用较大的空间，使用寿命较短等。
（2）飞轮储能：
飞轮储能的原理是将电能与机械能相互转化。当其进行电能的贮存时时，类似于电动机，飞轮将电能转化为机械能，飞轮加速旋转；当其进行电能的释放时，类似于发电机，飞轮将机械能转化为电能，飞轮减速旋转。飞轮储能的优点显而易见，其储能的性能好，容量大，同时由于是机械能与电能的转化，所以基本上不会产生污染。与此同时，飞轮储能的缺点也是目前许多发达国家所重点研究的课题，其运行与控制较为复杂，投入成本在各种储能系统中比较高。
（3）超级电容器储能：
超级电容器的原理是通过容量非常大的电容器，将电能以电场的形式储存和释放。超级电容器储能的优点包括电能的储存和释放速度较快，储存容量大，功率密度大，而且其寿命较长，不易老化。其缺点是使用条件较为苛刻，只适用于低频电路中，因为如果系统频率过高，会导致内部温度升高，从而影响到超级电容器的容量。另外，系统电压也不能过高，否则会致使电解液分解，同样也会降低其使用时限。
（4）超导储能：
超导储能的原理是通过超导线圈，将电能以电磁能的形式储存和释放。超导储能的优点包括充放电时间短，储存容量大，能量的转换效率高，清洁环保，使用条件相比超级电容器储能不会那么苛刻，同时，对于超导储能的控制和管理也相对容易，不过这种技术刚刚起步，还需要辅以更深层次地研究，才能更好地投入实际应用中。
当今环境下，电力发展较为发达的国家应用前三种储能形式比较多，但也有所区别。正如前文提到的，飞轮储能运行与控制较为复杂，前期的投入成本以及运行文护成本相对较高；超级电容器储能受系统频率和系统电压的影响较大，运行时不能满足稳定性；超导储能的技术相对较为理论化，还未能完全成熟地运用于实践中。综合以上考量，本文选用当前推广最多的蓄电池储能装置作为研究对象，其制造工艺比较成熟，在合适的控制策略下，蓄电池储能系统的综合性能还是强于其他的储能形式的，视为一定条件下的最优选择。