隋兵 马杰 李成
国网荆州供电公司经济技术研究所 434000
摘要：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。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。
关键词：微电网；储能技术；风力发电
1储能技术在微电网中发挥的作用
1.1提供短时供电
在并网与孤岛两种模式转换时出现的功率缺额，或者由于外界环境的不稳定引起可再生能源输出电能的变化，储能设备可以为电网中的用户提供备用供电，维持微电网系统的功率平衡，保证微电网不间断运行。
1.2参与电力调峰
分布式风机的能量随风速的变化而变化，储能系统在负荷低谷时，对多余的能量进行储存；在负荷高峰时，将储存的能量释放回馈给微电网，削峰填谷，优化微电网经济运行和能量管理，提高能量利用率和电力系统灵活性。
1.3改善电能质量
风能的间歇性和波动性均较强，为平抑输出功率波动引起的电流谐波畸变、电压闪变等现象，需要对微电网并网逆变器进行控制，向电网和负荷提供功率支撑，从而使风电达到并网的要求。
2微电网中常用的储能技术
2.1蓄电池储能
蓄电池储能发展起步早，制造技术成熟。将高能量密度的蓄电池储能与风电结合，可以满足高峰负荷时的电能需求，也可协助功率补偿装置，提高风电可调度性。
2.2超级电容储能
超级电容器在保持传统电容释放能量快的基础上，还具有更高的介电常数，更大的耐压能力和存储容量。在高山气象台、边防哨所等偏远地区建设风电微电网时，超级电容成为理想的储能装置。
2.3超导储能
超导储能利用超导线圈储存电网供电励磁产生的能量，在需要时将磁能转换为电能输送回电网或直接向负荷供电。超导体线圈能量密度和利用效率高，能量动态响应快，可以有效控制风力发电机的转速偏差，增强风机系统的运行稳定性。
2.4飞轮储能
风速随机性强，飞轮响应速度快，能及时跟踪电气量的波动。当风机输出功率大于负荷功率时，飞轮转子旋转加速，将电能转化为机械能进行存储；反之，飞轮拖动发电机释放能量，从而平滑输出。
3微电网储能技术在风电上的发展现状
3.1优化储能系统的配置
在微电网储能系统的运行中，容量的配置合理与否，对电网经济的影响很大。因为容量偏小，就会造成多余的电量无法储存，导致功率的浪费。而容量过大，不但增加了经济成本，还会让储能装置长期处于充电不足的状态，直接会影响它的使用寿命。因此对储能系统的容量进行优化配置，对于微电网系统的经济运行很重要。目前常用的优化方法主要有以下几种。
3.1.1差额补充的方法
差额补充法是一种比较传统的配置方法，它根据系统的最小发电量与雨雪天气的差额进行配置，方法简单，不用进行复杂的建模和计算。但是配置的容量不能根据实际系统的动态变化而配置，因此对容量的配置往往不准确。
3.1.2平抑分析的方法
这种方法是根据系统对波动功率的平抑效果，以及电能的质量进行配置容量。优化的角度不同也会有不同的配置方法，但是很多方法经常会受到功率波动的影响为产生误差，而且不能对容量进行定量分析，因此有缺陷。但是从系统的稳定性出发，运用最小储能容量的配置方法，能够配置较为精确的容量。
3.1.3经济优化的方法
这种方法是通过建立函数和相关的约束条件，经过一定的计算，进行优化配置储能容量。
可以通过遗传算法、粒子群算法等方法，计算最优的容量配置。这种方法有时更符合实际情况，具有现实意义。
3.2储能系统的运行措施
储能系统在微电网中发挥着重要作用，能够实现区域间用电的安全，降低因电力事故造成的经济损失，提高电力资源的合理利用，提高经济效益的同时也保证了电力的安全稳定，在储能系统的运行当中，主要有两大措施。
3.2.1并网运行
在微电网的运行过程中，不仅要考虑内部电源之间的组合和调度问题，还要考虑外部电网与微电网之间的电能交易问题。并网运行就是在电网中可再生能源发电组无法满足超负荷的要求的情况下，优先启用内部蓄电池进行放电，而如果蓄电池也无法满足时，就要根据实际的经济情况，从外部进行电量调度的措施。
3.2.2孤岛运行
如果微电网中储能系统运行正常，在负荷需求下，可以在内部依靠微电源和储能装置满足电力供应，就是孤岛运行的方式。这种方式下的微电网的能量配置能够满足负荷的要求，因此需要根据实际的用电情况，采用不同的调度策略和竞价手段，满足用电的需求。这种方法可以促进可再生资源的利用，提高储能系统的经济性和稳定性。
3.3储能系统的控制措施
3.3.1调度模式
这是一种对储能系统进行集中控制的模式，通过接受上层的调度对单元控制器和中央控制器进行集中控制。它能够在保证储能系统稳定运行的情况下，提高系统的可靠性和稳定性。
3.3.2自主模式
自主模式对储能系统进行控制，就是指分散协调系统的控制模式。这种一般针对于快速响应的应用，进行控制调节。这种自主模式的控制，可以实现并网与独立运行之间的切换，协调各个分布式的电源。采用自主模式能够对蓄电池的放电过程进行优化控制，延长储能装置的使用寿命。
3.4复合储能技术
随着微电网的快速发展，对于储能技术的要求也越来越高。单一的储能技术已经不能同时满足高密度、高功率、高储能功率和使用寿命、成本等性能指标，需要将两种或者几种储能技术的结合，形成复合储能技术，加强储能系统的性能和经济性。目前复合储能技术在蓄电池和超级电容器组合中应用广泛，因此两种储能技术有着很大的互补性。蓄电池的能量密度大，但是功率小，寿命短，充放电频率低。而超级电容器的功率大，充放电频率高、寿命长，但是能量密度小，将两者进行复核使用，在提高储能系统装置的性能方面上有很大的帮助。
4储能技术发展研究前景
4.1加快储能技术性能优化
对于已通过商业评估、技术成熟的储能技术，要进一步提升其性能、降低成本，推进储能技术向模块化、标准化和集成化发展。对于应用前景广阔但技术掌握尚未国有化的储能技术，应加大研发力度，突破瓶颈，使其尽快达到示范验证水平。
4.2发展混合储能系统
单一储能方式或多或少存在局限性，还没有一种储能装置能完全达到电力系统对储能设备各个方面的要求。微电网在并网运行时，分布式风电的间歇波动性和负荷的峰谷电能差异通常并存，单一储能方式难以协调应对。因此，可以结合各个储能技术的特性发展混合储能系统。
4.3优化储能系统的规划与配置
储能装置容量的配置将对系统电能质量、经济可行性和环境影响等方面产生重要影响。基于分布式风电场地址选择、负荷动态需求、设备寿命的经济性等方面的优化，储能装置能兼容多场景、有统一的对外标准、配置灵活可靠、易于维护等，从而实现储能的价值叠加。
5总结
储能技术的蓬勃发展得益于先进的电力电子技术、材料技术和控制理论的不断完善。本文对微电网储能技术的作用及分类进行探讨，分析储能技术在风电上发展现状，并提出储能技术未来的研究发展方向。大规模风电并网推动储能技术的不断发展，如何针对微电网的特性，制定出满足电网运行可靠性要求和用户个性化需求的储能方案，成为未来微电网研究的新课题。
参考文献
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[2]王亚东，黄云峰，李晓彤，等.基于强化学习的复合储能微电网控制技术[J].山东工业技术，2019(6)：159，171.