电工学原理课外阅读报告模版
《电工学原理》课外拓展阅读报告
《XXXXXXXXXX》
姓名：游成林
指导教师：邓力
学号：20105925
专业班级：土木5班
2012年11月
智能电网中储能技术的研究综述
摘要：储能技术是电力系统的新型技术，由于储能技术可以解决风能、太阳能等新能源并入电网时引起的电网频率及电压的波动问题，因此从加强电网安全和平衡负载的角度对多种储能技术在智能电网中的应用研究进行了综述，通过比较这些储能技术的发展现状及前景，阐述了智能电网中储能技术研究的意义和价值，分析了储能技术在智能电网中的应用，比较全面的介绍了蓄电池储能、飞轮储能、超导储能、超级电容器储能等在智能电网中的研究现状分别说明了各种储能技术的优点和不足之处，旨在找出适合智能电的储能方式。
1 储能技术在智能电网中的作用
1.1 提供短时供电
微电网存在两种典型的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下，微电网与常规配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量事件时，智能电网将及时与电网断开独立运行。智能电网在这两种模式的转换中，往往会有一定的功率缺额，在系统中安装一定的储能装置储存能量，就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡，保证系统的稳定。在新能源发电中，由于外界条件的变化，会导致经常没有电能输出（光伏发电的夜间、风力发电无风等），这时就需要储能系统向系统中的用户持续供电。
1.2 电力调峰
由于智能电网中的电源源主要由分布式电源组成，其负荷量不可能始终保持不变，并随着天气的变化等情况发生波动。另外一般电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波动就会对电网的稳定运行造成十分严重的影响。为了调节系统中的峰值负荷，就必须使用调峰电厂来解决，但是现阶段主要运行的调峰电厂，运行昂贵，实现困难。
储能系统可以有效地解决这个问题，它可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给电网以调节功率需求。储能系统作为电网必要的能量缓冲环节，其作用越来越重要。它不仅避免了为满足峰值负荷而安装的发电机组，同时充分利用了负荷低谷时机组的发电，避免浪费。
1.3 改善电网电能质量
近年来人们对电能质量问题日益关注，国内外都做了大量的研究[2-3]。智能电网必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。此外，必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。储能系统对于电网电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对电网并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量的目的。
对于光伏或者风电等电源，外在条件的变化会导致输出功率的变化从而引起电能质量的下降。如果将这类电源与储能装置结合，就可以很好地解决电压骤降、电压跌落等电能质量问题。在电网的电能质量调节装置，针对系统故障引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降等问题，此时利用储能装置提供快速功率缓冲，吸收或补充电能，提供有功功率支撑，进行有功或无功补偿，以稳定、平滑电网电压的波动。文献[3]利用储能系统来解决诸如电压骤降等电能质量问题。当电网与大电网并联运行时，电网相当于一个有源电力滤波器，能够补偿谐波电流和负载尖峰；当电网与大电网断开孤岛运行时，储能系统能够很好地保持电压稳定。
2 智能电网中储能方式的比较
储能方式主要包括机械储能、电磁储能和化学储能。
2.1机械储能
机械储能分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。
1）抽水储能
其工作原理是在电力负荷低谷期将水从下游水库抽到上游水库，将电能转化成水的重力势能存储，在电网负荷高峰期释放上游水库的水来发电(如图1所示)。它是目前电力系统中技术最成熟，应用最广泛的
储能方式。抽水蓄能主要应用领域包括削峰填谷、调频、调相、紧急事故备用及提供系统的备用容量，还可以提高发电端火电厂和核电站等的运行效率。抽水蓄能电站可以在电网负荷出现突然变化时，几分钟内快速响应，这是其他类型发电厂所无法比拟的[4]，如果同风能发电、太阳能发电等联合组成小的供电网络，还可以应用在偏远地区或者孤岛上[5]。40多年来，我国的抽水蓄能累积了丰富的经验和技术，尽管总装机容量不大，但单个电站的规模已经居世界前列，如广州抽水蓄能电站是世界上装机规模最大的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站未来的发展方向是高水头、高转速、大容量。
图1 抽水蓄能示意图
参考文献:
[1]宋永华，杨霞．以智能电网解决21世纪电力供应面临的挑战[J]．电力技术经济，2009，21(6):1-8.
[2] Carr JA，Balda J C，Mantooth HA. A survey of systems to integrate distributed energy resources and energy storage on the utility
grid[C]. IEEE Energy 2030 Conference. 2008：1-7.
智能电网中储能技术的研究综述
摘要：储能技术是电力系统的新型技术，由于储能技术可以解决风能、太阳能等新能源并入电网时引起的电网频率及电压的波动问题，因此从加强电网安全和平衡负载的角度对多种储能技术在智能电网中的应用研究进行了综述，通过比较这些储能技术的发展现状及前景，阐述了智能电网中储能技术研究的意义和价值，分析了储能技术在智能电网中的应用，比较全面的介绍了蓄电池储能、飞轮储能、超导储能、超级电容器储能等在智能电网中的研究现状分别说明了各种储能技术的优点和不足之处，旨在找出适合智能电的储能方式。
1 储能技术在智能电网中的作用
1.1 提供短时供电
微电网存在两种典型的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下，微电网与常规配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量事件时，智能电网将及时与电网断开独立运行。智能电网在这两种模式的转换中，往往会有一定的功率缺额，在系统中安装一定的储能装置储存能量，就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡，保证系统的稳定。在新能源发电中，由于外界条件的变化，会导致经常没有电能输出（光伏发电的夜间、风力发电无风等），这时就需要储能系统向系统中的用户持续供电。
1.2 电力调峰
由于智能电网中的电源源主要由分布式电源组成，其负荷量不可能始终保持不变，并随着天气的变化等情况发生波动。另外一般电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波动就会对电网的稳定运行造成十分严重的影响。为了调节系统中的峰值负荷，就必须使用调峰电厂来解决，但是现阶段主要运行的调峰电厂，运行昂贵，实现困难。
储能系统可以有效地解决这个问题，它可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给电网以调节功率需求。储能系统作为电网必要的能量缓冲环节，其作用越来越重要。它不仅避免了为满足峰值负荷而安装的发电机组，同时充分利用了负荷低谷时机组的发电，避免浪费。
1.3 改善电网电能质量
近年来人们对电能质量问题日益关注，国内外都做了大量的研究[2-3]。智能电网必须达到电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。此外，必须满足自身负荷对电能质量的要求，保证供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。储能系统对于电网电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对电网并网逆变器的控制，就可以调节储能系统向电网和负荷提供有功和无功，达到提高电能质量的目的。
对于光伏或者风电等电源，外在条件的变化会导致输出功率的变化从而引起电能质量的下降。如果将这类电源与储能装置结合，就可以很好地解决电压骤降、电压跌落等电能质量问题。在电网的电能质量调节装置，针对系统故障引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降等问题，此时利用储能装置提供快速功率缓冲，吸收或补充电能，提供有功功率支撑，进行有功或无功补偿，以稳定、平滑电网电压的波动。文献[3]利用储能系统来解决诸如电压骤降等电能质量问题。当电网与大电网并联运行时，电网相当于一个有源电力滤波器，能够补偿谐波电流和负载尖峰；当电网与大电网断开孤岛运行时，储能系统能够很好地保持电压稳定。
2 智能电网中储能方式的比较
储能方式主要包括机械储能、电磁储能和化学储能。
2.1机械储能
机械储能分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。
1）抽水储能
其工作原理是在电力负荷低谷期将水从下游水库抽到上游水库，将电能转化成水的重力势能存储，在电网负荷高峰期释放上游水库的水来发电(如图1所示)。它是目前电力系统中技术最成熟，应用最广泛的储能方式。抽水蓄能主要应用领域包括削峰填谷、调频、调相、紧急事故备用及提供系统的备用容量，还可以提高发电端火电厂和核电站等的运行效率。抽水蓄能电站可以在电网负荷出现突然变化时，几分钟内快速响应，这是其他类型发电厂所无法比拟的[4]，如果同风能发电、太阳能发电等联合组成小的供电网络，还可以应用在偏远地区或者孤岛上[5]。40多年来，我国的抽水蓄能累积了丰富的经验和技术，尽管总装机容量不大，但单个电站的规模已经居世界前列，如广州抽水蓄能电站是世界上装机规模最大的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站未来的发展方向是高水头、高转速、大容量。
图1 抽水蓄能示意图
参考文献:
[1]宋永华，杨霞．以智能电网解决21世纪电力供应面临的挑战[J]．电力技术经济，2009，21(6):1-8.
[2] Carr JA，Balda J C，Mantooth HA. A survey of systems to integrate distributed energy resources and energy storage on the utility
grid[C]. IEEE Energy 2030 Conference. 2008：1-7.