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超级电容器在智能电网中有哪些应用(2)

华体会备用网在线  来源:中国电力电子产业网    2014/4/22 16:16:49  我要投稿  

这是我们的一个模块,外面做了一个箱体,126块,功率三兆瓦,储存是12.7千瓦时,放电时间平均是20秒,刚才讲它是一个功率性的储能元器件,时间比较短,恰恰因为时间短,功率大,用在这个场合比较合适。

刚才是一个工业领域的局部电网的稳定现在讲一下用户家电稳定的需求,刚才这是用户侧,现在把工业的需求变成常规家庭用电需求,这个是一个太阳能的电池板,配了一个1兆瓦平衡它波动的小型的发电厂。刚才是用户侧的港机,现在是太阳能的波动,一个是在发电侧,一个是在用户侧,这两个最后的结果都是对局部电压和频率做一个扰动。在广泛使用太阳能发电的地区,扰动会降低供电质量,对当地用户造成不利的影响。

我们这些数据在美国正在合作的项目数据,这是加州用太阳能的一个情况。2020年的目标可再生能源到33%的比例,现在太阳能不到5%,2020年10%。等等。

加州的运营商每天在市场上采购300到600千瓦来维持比例。

即使太阳比较多,但是乌云对发电影响比较大,一片乌云过来的话,在分钟内造成大功率的影响,使发电电压跌落,40%的变化很正常。这边有一个统计,99%的情况是在负35到正38的一个变化区间。

太阳能的比重增大,就造成了电网的压力。这里做一个模型,就是满足太阳能调峰,稳压的小型电厂,调整是五分钟。这里是一个用户,这个是太阳能,这个是发电厂对它功率变化的响应。电能质量满足不了,负荷会跳闸,五分钟后重置。这个模型我们推出的结论是太阳能占总的发电比20%以上,电网就变的很不稳定。这个时候我们就加了一个储能的系统在里面,储能系统在里面,这是一个储能的系统,做一个辅助它对电压的平滑。

这个模型显示20秒的储能,其实能把太阳能发电比例提升到40%。这个不是说储能的时间越长,太阳能的使用率越高,在这里可以看到,你即使做到90秒的储能,大概是八九十使用太阳能的比例,不是说时间的增长和比例的增长成正比的,20秒40%的效率相当于是最高的。

这是使用能量储存系统之后的太阳能输出,黑色是能量储存之前,这个是之后作为一个平滑。为什么说用超级电容在这里面比较合适,我们算了一下它的充放电的周期,如果按30秒的储能,夏天一天会完成8.6个完整的充放周期,很多地方是浅充浅放,要换算成8.6个完整的充放周期。结合我们产品寿命的曲线和特性,其实它可以接近20年使用寿命。

超级电容和其他的比较,这是从两个角度比较超级电容和电池其他元器件在电网中的一个性能,这个是时间和能量密度,这个是超容,几十秒之内放电的效率比较高,如果放电上千秒的话,在这里其实已经停止了,相反锂电池的话,时间延长,每放出来的能量比较多,能量密度比较大,我们放几十秒就完成了。这是能量密度,然后这个是时间寿命,我们寿命是一百万次,其他的元器件几百次、上千次。所以说同样20秒的储能,超电容要比电池小2到3倍,因为要满足大电流的放电,用电容一个就够了,体积就点小了。它的寿命比电池要长很多,可以和太阳能设备保持一致的寿命,20年。

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