动力锂电池-产业专题

微电网电池储能技术经济性分析

时间:2019-01-22 作者: 来源:北极星储能网

北极星储能网讯:摘要：随着电力技术的不断发展，储能技术作为一种新型的电力研发方向，受到了广大科研人员的重视。阐述微电网电池储能技术的应用特点，对微电网的电池储能技术经济性进行研究分析，通过微电网和配电网之间的无缝对接，可以有效地提高电力资源的使用效率。

引言

微电网以分布式的方式接入到国家电网当中，可以有效提高电力的使用效率。但是微电网储能技术在应用的过程中必须要从多个方面，对该技术的可行性进行评估。主要从工程的构建、经济性、安全性、可靠性、电力的稳定性、运行控制的便捷性和结构的设计合理性等方面。目前国内外研究微电网储能技术已经取得了较大的进展，将微电网应用在智能电网系统当中，可以实现多源头协调控制、电力资源的综合管理、配电网和微电网之间的交互、电能的质量治理控制等，微电网电池储能技术对未来我国智能电网的建设具有非常重要的作用。

1 微电网电池储能技术应用特点

1.1微型性

在微电网应用的过程中电压一般都是控制在10 kV以下，也就是低于电网普通的运行电压。并且系统的整体电力容量，一般都是在兆瓦以下。因此在应用的过程中主要是与用户电力系统直接相连，从而实现电力的快捷使用。

1.2清洁性

微电网的电池储能应用过程中主要是利用分布式的清洁能源为电力来源，也就是说微电网的电力都是来源于清洁能源，可以有效地提高电力资源的循环使用[1]。

1.3自治性

在微电网技术应用的过程中不需要进行人为的控制，因为微电网电池在运行的过程中具有很好的自动平衡功能，从而保障电池电力资源的平衡稳定。

1.4友好性

在电网组成中有稳定安全的配电网系统、分布式电力系统和接入式电力系统，在大规模的分布式电力资源接入到电网当中，会给电力资源造成波动。但是微电网在应用的过程中就可以避免这样的情况发生，由于微电网和配电网之间是可以进行实时的能量交换的，因此微电网在运行的过程中可以保证较好的可靠性和多元化能源的交互利用。

2 微电网电池储能技术经济分析

2.1运行成本的模型

2.1.1磷酸铁锂储能电池的特征

在电网系统运行的过程中越来越多的可再生电力资源的利用，成为了一个主要的发展方向，其中通过对资源的储蓄是电力资源转换的主要方式。比如说抽水储能、超导储能和压缩空气储能等，在所有的储能技术应用的过程中通过经济性、可行性和能耗比的相互对比，最后可以确定出蓄水储能和电池储能是较为可靠的技术，但是蓄水储能技术在应用的过程中受到了地理环境和水资源的制约，因此在对比之后，人们将电池储能技术作为一个主要的发展方向。

目前电网系统应用的过程中主要有酸电池、液流电池和铁锂电池，从研究成果中可以发现储能电池的发展已经取得了突破性的进展。其中的磷酸铁锂电池凭借优越的性能和稳定的可靠性，在电力市场中受到了广泛的关注，该电池的AH—200AH单体电池的产品研发一直处于行业的领先地位。

2.1.2磷酸铁锂电池主要优点

1）工作温度范围广，可以达到-25~60℃，在使用的过程中随着电池电解液的化学变化，温度还可以达到-40~70℃。

2）可以实现快速充放电，并且在充放电的过程中可以达到100%的资源转换。

3）使用寿命非常久，可以在两千次以上。

4）电池储能可以达到普通铅酸电池储能的五倍左右。

5）单体电池的电压非常高，可以达到3.7 V左右[2]。

2.2磷酸铁锂电池的运行控制

在微电网运行的过程中必须要保障运行的稳定性和可靠性，在独立运行的过程中一般不会考虑微电网的经济性，只有在微电网接入配电网之后，才需要计算微电网的经济性。以陕西某区域的微电网并入配电网的过程为研究对象，该微电网的运行结构如图1所示。

在采取峰谷储能电家的处理工作时，根据并网平衡的运行可以得到下页图3的储能电池的功率变化图。

在采取并网功率定值的处理时，储能电池的实际功率变化如图3所示。

从图1、2和下页图3、4中微电网运行变化的趋势中可以发现，该微电网在实际运行的过程中只有在采取配电网与微电网并网，且功率设定为统一值的时候，该微电网的运行经济效益才可以得到最大的发挥，并且在并网功率定值策略下电池的使用寿命可以达到最大，因为也就是说在并网定值功率的运行管理的过程中微电网电池储能技术可以实现最好的经济性[4]。

2.2.5磷酸铁锂电池投资成本与效益分析

磷酸铁锂电池储能的迅速发展有赖于储能技术的革新带动成本大幅度下降。随着储能规模化的推广和应用，电池系统的性能提高和成本逐渐降低，在微电网中利用附近工业或一般工商业的峰谷电价差，在电价较低的谷期利用储能装置存储电能，在用电高峰期使用存储好的电能，避免直接大规模使用高价的电网电能，从而降低用户的电力使用成本，从降低的用电单价中获得收益具有良好的经济效益。

成本和效益测算分析如表1所示。

从表1分析，随着电池成本的进一步降低将会有良好的经济和社会投资价值。