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  • 新聞資訊

    超級電容器(法拉電容)在智能電網中的應用

     微電網由微電源、負荷、儲能以及能量管理器等組成。儲能在微電網中發生作用的形式有:接在微電源的直流母線上、包含重要負荷的饋線上或者微電網的交流母線上。其中,前兩種可稱為分布式儲能,最后一種叫做中央儲能。
     
      當并網運行時,微電網內的功率波動由大電網進行平衡,此時儲能處于充電備用狀態。當微電網由并網運行切換到孤網運行時,中央儲能立即啟動,彌補功率缺額。微電網孤網運行時負荷的波動或者微電源的波動則可以由中央儲能或者分布式儲能平衡。其中,微電源的功率波動有兩種平衡方式,將分布式儲能和需要儲能的微電源并聯接在某饋線上,或者將儲能直接接入該微電源的直流母線上。
     
      1.提供短時供電
     
      微電網存在兩種典型的運行模式:正常情況下,微電網與常規配電網并網運行,稱為并網運行模式;當檢測到電網故障或電能質量不滿足要求時,微電網將及時與電網斷開從而獨立運行,稱為孤網運行模式。微電網往往需要從常規配電網中吸收部分有功功率,因而微電網在從并網模式向孤網模式轉換時,會有功率缺額,安裝儲能設備有助于兩種模式的平穩過渡。
     
      2.用作能量緩沖裝置
     
      由于微電網規模較小,系統慣性不大,網絡及負荷經常發生波動就顯得十分嚴重,對整個微電網的穩定運行造成影響。我們總是期望微電網中高效發電機(如燃料電池)始終工作在它的額定容量下。但是微電網的負荷量并非整日保持不變,相反,它會隨著天氣變化等情況發生波動。為了滿足峰值負荷供電,必須使用燃油、燃氣的調峰電廠進行高峰負荷調整,由于燃料價格很高,這種方式的運行費用太昂貴。超級電容器儲能系統可以有效地解決這個問題,它可以在負荷低落時儲存電源的多余電能,而在負荷高峰時回饋給微電網以調整功率需求。超級電容器功率密度大、能量密度高的特性使它成為處理尖峰負荷的最佳選擇,而且采用超級電容器只需存儲與尖峰負荷相當的能量。
     
      3.改善微電網的電能質量
     
      儲能系統對微電網電能質量的提高起到了十分重要的作用。通過逆變器控制單元,可以調節超級電容器儲能系統向用戶及網絡提供的無功及有功,從而達到提高電能質量的目的。由于超級電容器可快速吸收、釋放大功率電能,非常適宜將其應用到微電網的電能質量調節裝置中,用來解決系統中的一些暫態問題,如針對系統故障引發的瞬時停電、電壓驟升、電壓驟降等問題,此時利用超級電容器提供快速功率緩沖,吸收或補充電能,提供有功功率支撐進行有功或無功補償,以穩定、平滑電網電壓的波動。
     
      4.優化微電源的運行
     
      綠色能源如太陽能、風能,往往具有不均勻性,電能輸出容易發生變化。這就需要使用一種緩沖器來存儲能量。由于這些能源產生的電能輸出可能無法滿足微電網峰值電能的需求,因此,可以采用儲能裝置在短時間內提供所需的峰值電能,直到發電量增大,需求量減少。適量的儲能可以在DG單元不能正常運行的情況下起過渡作用。如利用太陽能發電的夜間,風力發電在無風的情況下,或者其他類型的DG單元正處維修期間,這時系統中的儲能就能起過渡作用。
     
      在能源產生的過程是穩定的而需求是不斷變化的情況下,也需要使用儲能裝置。通過將過剩的能量存儲在儲能裝置中,就可以在短時間內通過儲能裝置提供所需的峰值能量。
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