隨著電力技術的不斷發展，微電網電池儲能技術作為一種新型的電力研發方向，受到了廣大科研人員的重視。闡述微電網電池儲能技術的應用特點，對微電網的電池儲能技術經濟性進行研究分析，通過微電網和配電網之間的無縫對接，可以有效地提高電力資源的使用效率。

引 言

微電網以分布式的方式接入到國家電網當中，可以有效提高電力的使用效率。但是微電網儲能技術在應用的過程中必須要從多個方面，對該技術的可行性進行評估。主要從工程的構建、經濟性、安全性、可靠性、電力的穩定性、運行控制的便捷性和結構的設計合理性等方面。目前國內外研究微電網儲能技術已經取得了較大的進展，將微電網應用在智能電網系統當中，可以實現多源頭協調控制、電力資源的綜合管理、配電網和微電網之間的交互、電能的質量治理控制等，微電網電池儲能技術對未來我國智能電網的建設具有非常重要的作用。

微電網電池儲能技術應用特點

1、微型性

在微電網應用的過程中電壓一般都是控制在10 kV以下，也就是低于電網普通的運行電壓。并且系統的整體電力容量，一般都是在兆瓦以下。因此在應用的過程中主要是與用戶電力系統直接相連，從而實現電力的快捷使用。

2、清潔性

微電網的電池儲能應用過程中主要是利用分布式的清潔能源為電力來源，也就是說微電網的電力都是來源于清潔能源，可以有效地提高電力資源的循環使用。

3、自治性

在微電網技術應用的過程中不需要進行人為的控制，因為微電網電池在運行的過程中具有很好的自動平衡功能，從而保障電池電力資源的平衡穩定。

4、友好性

在電網組成中有穩定安全的配電網系統、分布式電力系統和接入式電力系統，在大規模的分布式電力資源接入到電網當中，會給電力資源造成波動。但是微電網在應用的過程中就可以避免這樣的情況發生，由于微電網和配電網之間是可以進行實時的能量交換的，因此微電網在運行的過程中可以保證較好的可靠性和多元化能源的交互利用。

微電網電池儲能技術經濟分析

1、運行成本的模型

1.1、磷酸鐵鋰儲能電池的特征

在電網系統運行的過程中越來越多的可再生電力資源的利用，成為了一個主要的發展方向，其中通過對資源的儲蓄是電力資源轉換的主要方式。比如說抽水儲能、超導儲能和壓縮空氣儲能等，在所有的儲能技術應用的過程中通過經濟性、可行性和能耗比的相互對比，最后可以確定出蓄水儲能和電池儲能是較為可靠的技術，但是蓄水儲能技術在應用的過程中受到了地理環境和水資源的制約，因此在對比之后，人們將電池儲能技術作為一個主要的發展方向。

目前電網系統應用的過程中主要有酸電池、液流電池和鐵鋰電池，從研究成果中可以發現儲能電池的發展已經取得了突破性的進展。其中的磷酸鐵鋰電池憑借優越的性能和穩定的可靠性，在電力市場中受到了廣泛的關注，該電池的AH—200AH單體電池的產品研發一直處于行業的領先地位。

1.2、磷酸鐵鋰電池主要優點

1）工作溫度范圍廣，可以達到-25~60℃，在使用的過程中隨著電池電解液的化學變化，溫度還可以達到-40~70℃。

2）可以實現快速充放電，并且在充放電的過程中可以達到100%的資源轉換。

3）使用壽命非常久，可以在兩千次以上。

4）電池儲能可以達到普通鉛酸電池儲能的五倍左右。

5）單體電池的電壓非常高，可以達到3.7 V左右。

2、磷酸鐵鋰電池的運行控制

在微電網運行的過程中必須要保障運行的穩定性和可靠性，在獨立運行的過程中一般不會考慮微電網的經濟性，只有在微電網接入配電網之后，才需要計算微電網的經濟性。以陜西某區域的微電網并入配電網的過程為研究對象，該微電網的運行結構如圖1所示。

圖1、微電網的運行結構圖

儲能電池的運行經濟性主要取決于微電網的運行方式，通過對通過風機和光伏的發電模塊進行有效的優化，調節該模塊的負荷工作情況。通過以下的調控方式來提高微電網的運行經濟性。

2.1、并網平衡控制

在微電網運行的過程中需要將電力資源轉化到配電網當中，因為在并網的過程中需要讓微電網可以最大程度的吸收轉化可再生資源，從而更好地提高微電網的電力儲能。在并網的過程中很好地調整微電網和配電網之間的平衡，可以有效地降低微電網與配電網之間的功率損失。

2.2、峰谷時儲能運行

微電網應用的主要目的就是為了提高電力的利用率，可以使得可再生資源轉化為電能儲存在電池當中，在用戶用電的過程中會出現用電高峰期和低谷時期，可以通過微電網比如主網當中，從而更加合理科學地調整電力的供應順序，從而使得微電網資源可以發揮出最大的經濟效益。在峰谷處儲能運營的過程中需要遵循的原則，就是在放電高峰的時間段微電網全部投入放電工況當中，在用電回歸到低谷的時候，可以讓微電池盡量充電，從而達到微電網的標準運行狀態。

2.3、儲能充放電的分析

在儲能電池并入電網進行用電高峰時期的工作時，電池的工作功率可以達到20 kW，在儲能電池處于用電低谷的過程中，該電池的最佳充電功率為16 kW，微電網的運行效率需要調節配電網和微電網之間的并網功率，最佳的并網功率應該是10 kW。

儲能電池在進行充放電的過程中該磷酸鐵鋰電池的最大充分電功率和實際的電力儲能容量都具有一定的限制，在該微電網運行的過程中儲能的最大充電功率可以達到64 kW，在運行放電的過程中最大的功率可以達到80 kW。通過獨立運行的功率和并網之后的運行功率，進行有效的對比，可以發現該微電網的儲能工作性能縮減了20%~80%左右。也就是說磷酸鐵鋰電池在電能的容量縮減到20%的時候，不能繼續放電工作，需要采取待機處理。還有就是當磷酸鐵鋰電池的電力儲能達到了80%的時候，就可以采取電池充電，也可以采取待機操作。

2.4、磷酸鐵鋰電池的運行成本分析

為了更好地研究該微電網的經濟性，需要分析計算出該磷酸鐵鋰電池運行成本，在模擬計算的過程中為了確保運行成本的可靠性，假設風力、光伏和運行負荷都處于相同的環境下。通過對儲能的次數，以及配電網和微電網之間的交互功率變化，從而計算磷酸鐵鋰電池的運行成本。

在采取并網功率平衡處理的時候，該儲能電池的實際運行情況如圖2所示。

圖2、并網平衡的運行變化圖

在采取峰谷儲能電家的處理工作時，根據并網平衡的運行可以得到下頁圖3的儲能電池的功率變化圖。

在采取并網功率定值的處理時，儲能電池的實際功率變化如圖3所示。

從圖1、2和下頁圖3、4中微電網運行變化的趨勢中可以發現，該微電網在實際運行的過程中只有在采取配電網與微電網并網，且功率設定為統一值的時候，該微電網的運行經濟效益才可以得到最大的發揮，并且在并網功率定值策略下電池的使用壽命可以達到最大，因為也就是說在并網定值功率的運行管理的過程中微電網電池儲能技術可以實現最好的經濟性。

2.5、磷酸鐵鋰電池投資成本與效益分析

圖3、功率變化圖

圖4、功率定值的變化圖

磷酸鐵鋰電池儲能的迅速發展有賴于儲能技術的革新帶動成本大幅度下降。隨著儲能規模化的推廣和應用，電池系統的性能提高和成本逐漸降低，在微電網中利用附近工業或一般工商業的峰谷電價差，在電價較低的谷期利用儲能裝置存儲電能，在用電高峰期使用存儲好的電能，避免直接大規模使用高價的電網電能，從而降低用戶的電力使用成本，從降低的用電單價中獲得收益具有良好的經濟效益。

成本和效益測算分析如表1所示。

從表1分析，隨著電池成本的進一步降低將會有良好的經濟和社會投資價值。

本文主要是針對該微電網中風力、光伏和符合控制在一定的標準下，從而研究分析三者之間的變化，從而得出風力、光伏和負荷，三者在不同工作環境下，會出現那些具體的變化，該研究策略是具有可靠性的。

結 語

在今后的微電網電池儲能技術應用的過程中為了提高微電網的經濟效益，可以采取微電網和配電網并網功率定值的管理方式，從而提高微電網的經濟性和可行性。