《智能电网储能:可再生能源的规划与运行》描述了储能相关的新研究成果,涵盖了许多与储能技术应用相关的案例,从配电系统到输电网络,从成本收益分析到市场设计再到可靠性评价等。
《智能电网储能:可再生能源的规划与运行》提供了很多有益的实用资源,探讨了储能应用的经济性及可靠性,包含了详细的数据分析,可帮助规划人员和工程师确定适合其电网运行的储能方法。
《智能电网储能:可再生能源的规划与运行》既适合作为高等院校相关专业的参考用书,也适合从事相关专业的技术人员阅读参考。
首先也是最重要的,我们非常感谢爱思唯尔(Elsevier)公司,给我们机会来出版这本在智能电网中储能应用的书籍。储能是智能电网创新的一个方面,它涉及电网的方方面面。先进储能技术的应用提供了许多重大机遇,包括:
·削峰填谷,提高输配电系统的使用效率。
·便于对老化的电网基础设施进行维护,有可能延迟未来系统改造的需求。
·可以抵消或降低能源、容量及辅助服务的成本(或提高业主供电组合方案或储能装置的收益),极具竞争力。
·使用快速启动、低排放资源,改善其环保性能。
·可提供负荷跟踪、频率控制、运行备用及电压支持,这有助于波动性可再生能源的成功并网。
随着世界上风电和太阳能发电的快速增长,这些可再生能源的波动性为其大规模并网提出了技术和经济性的挑战。许多储能资源具有灵活性优势,可促进电网的可靠、安全及经济运行。因此,储能在大规模可再生能源并网方面将发挥至关重要的作用,这也是本书的关注焦点。
储能系统在电力系统中的应用随着时间逐渐演化,不仅储能技术自身的发展驱动了储能系统的发展,而且该技术所致力解决的挑战和问题也推动了技术本身的发展。新的储能技术不断出现,从钠硫电池、热能储存到其他形式的能量捕捉和释放技术,即在电动车辆的集中体现。可再生能源发电并网储能形式及相关特性具有多样性,这样各种储能技术对适用于可再生能源发电并网带来的某一个特定的挑战/问题,没有任何一种储能技术能够在各种应用中,全面超越其他技术。
本质上,经济性是储能应用的关键。储能装置的经济性取决于许多因素,这会影响其渗透率及应用情况,需要发明新的商业模型来证明储能装置的快速性、灵活性,更重要的是其经济性。随着储能成本逐渐下降,储能将成为使现代电网更加可靠的方案。我们正在经历技术的飞速进步,与此同时,电力工业的结构充满了不确定性。新的市场或调控规则会为将来的储能之路带来巨大变化。例如,美国加利福尼亚州已经批准了一项指令,要求该州三大投资商拥有的电力设施,在2020年之前,在其电网中增加1. 3GW的储能。联邦能源调控委员会(FERC) 755号指令在调控市场中,开放了储能竞争,要求对所有实体采取非歧视、公平地支付。此外,毫无疑问,可靠性和经济性也是储能技术成功应用的两个必要成分。在一定程度上,由于缺乏全面的框架,很难对储能的可靠性收益进行定量分析。但是,本书对电能储存应用提出了一些经济性和可靠性方面的观点,并说明了将储能并入智能电网的最新型、最先进的解决方案。
本书涵盖了许多与储能技术应用相关的主题,从配电系统到输电网络,从成本收益分析到市场设计再到可靠性评价,不一而足。本书并未深入探讨储能基本内容或设计的细节,这是由于目前已经出版了若干此方面的书籍。本书旨在为工程师提供该领域当前最新发展的参考,因此,本书的主要对象是应用工程师而非研究生,不用于研究生大学课程。本书各章节内容如下:
第1章回顾了电力储能(EES)系统的技术现状、安装情况及所面临的一些挑战。本章尤其关注了用于大规模波动性可再生电力能源中的各类电力储能技术的适用性和优缺点。
第2章讨论了一种新型框架,来实现储能与其他资源,如发电机和可控热负荷等(这些统称为虚拟电厂VPP)之间的协调配合。
第3章描述了一些研究情况,来检验钠硫电池的潜力。在位于美国明尼苏达州卢文,靠近一座11. 5MW风电场主要电力设施的地方装有1MW/7. 2MW.h钠硫电池,研究了如何实现风电并网。储能可实现发电切换,用于满足峰值需求,限值风电场功率输出的爬坡率。
第4章回顾了北美地区近期利用储能来调节其服务及应对相关挑战,提出解决方案等。
第5章讨论了储能在预防复杂电网级联故障方面的作用。该方法提出了在多能源中心框架中建立一套两级级联降低方案,该方案既考虑了能源系统运行中的经济性目标,也考虑其安全性目标。
第6章对将短期储能资源(SER)纳入美国伊利诺伊州卡梅尔大陆中部独立系统运营公司(MISO)联合优化能源和辅助服务市场的各种方法进行了分析。
本书由中国能源建设集团有限公司组织各电力设计研究院联合组织翻译,单位业务范围涉及电力能源类工程设计、施工、建设、运维等。中国能建是集电力和能源规划咨询、勘测设计、工程承包、装备制造、投资运营等于一体的完整业务链的特大型骨干企业,是我国和世界能源建设的主力军。中国能建承担国家电力和能源规划研究,承担了我国90%以上的电力勘测、设计、科研和行业标准制定任务,承担了20多个国家和地区的200多项重大工程勘测设计业务,是中国乃至世界**竞争力的电力和能源规划研究、勘测设计企业。
对本书有贡献的人
前言
第1章 减缓可再生能源波动的储能技术
1.1 简介
1.2 可再生能源概述
1.3 储能应用和技术
1.4 探讨
1.5 结论
致谢
参考文献
第2章 对用柔性装置组合提供辅助服务的收入潜力的评估
2.1 简介
2.2 电力市场的聚合商
2.3 收入潜力建模
2.4 模拟研究
2.5 利润分享方法
2.6 结论
参考文献
第3章 钠硫电池储能在提高风电并网潜力中的作用
3.1 简介
3.2 可作为替代方案的储能方法
3.3 钠硫电池能量储存
3.4 发电转换
3.5 爬坡率限制
3.6 整合风电转换和爬坡率限值
3.7 结论
致谢
参考文献
第4章 储能在能源市场快速调节服务中的应用
4.1 简介
4.2 二级调节控制概述
4.3 调节服务的采购和报酬
4.4 市场出清处理:以PJM市场为例
4.5 快速调节服务:以得克萨斯州电力可靠性委员会市场为例
4.6 结论
致谢
参考文献
第5章 储能对降低多能源系统联锁故障的影响
5.1 简介
5.2 基本概念和定义
5.3 系统考虑
5.4 两级联锁故障缓解框架
5.5 多能源系统的联锁故障缓解
5.6 电力系统的联锁故障缓解
5.7 结论
参考文献
第6章 将短期储能资源纳入MISO公司能源和辅助服务市场以及以性能开发为基准的“调整费用”
6.2 市场产品资质和短期储能资源市场出清电价
6.3 实时调度
6.4 日前和可靠性评估承诺调度
6.5 自动发电控制部署
6.6 实行基于绩效的调整补偿
6.7 结论
参考文献
第7章 在日前和实时市场中抽水蓄能的模拟方法
7.1 简介
7.2 水电系统模型
7.3 水电机组性能曲线
7.4 存水价值曲线
7.5 模拟方法
7.6 日前-实时市场交错法
7.7 实施
7.8 结论
参考文献
第8章 采用智能运行策略的储能并网对电力系统可靠性的影响
8.1 简介
8.2 配电系统的储能运行策略
8.3 储能协调
8.4 可靠性评估框架
8.5 工况研究
8.6 结论
术语表
参考文献
第9章 电动汽车作为储能装置时到电网(V2G)的容量估算
9.1 简介
9.2 光伏发电系统和风能系统性的可用性和间歇性
9.3 电动汽车的充电调度算法
9.4 电动汽车到电网的容量估算方法
9.5 工况研究
术语表
参考文献
第10章 用连接光伏发电系统的住宅馈线实现分布式储能
10.1 电力系统中的光伏发电
10.2 光伏并网:收益和挑战
10.3 储能策略的工作原理
10.4 装有光伏发电系统住宅的能源管理
10.5 分布式储能装置的应用
10.6 分布式储能中,储能系统的电池寿命
10.7 结论
参考文献
第11章 独立大型电池储能系统在能源和备用市场的运行
11.1 简介
11.2 问题表述
11.3 解决方法
11.4 数值结果
11.5 结论
附录
术语表
参考文献