分布式储能（Distributed Energy Storage,DES ）分布式发电中能量的存储通常分为两大类：以电能的形式存储(蓄电池等)；以其它形式存储(热能、机械能等)。

以满足额外的能量需求，还可以保证电网的电能需求，也可以保证电力系统调峰调频的需要。

除此之外，储能系统对电力系统配电网电能质量的提高也具有非常重要的作用。

作为补偿DG 输出间歇性、波动性的有效手段，分布式储能技术受到了人们的重视。

分类传统的储能技术包括我们所熟知的抽水蓄能电站等，它是电力系统调峰调频的主要手段。

新型的分布式储能技术包括：蓄电池、超级电容器、飞轮储能、超导磁能储能等。

蓄电池储能(BESS)蓄电池储能近来已成为电力系统中最有前途的短期储能技术之一，目前在小型分布式发电中应用最为广泛，但存在初次投资高、寿命短、环境污染等诸多问题。

根据所使用的不同化学物质，蓄电池可以分为许多不同类型。

通常包括铅酸电池和金属镍氢电池MH —Ni(Metal Hydride 一Niekel)电池。

超导磁能(SMES)直到20世纪70年代，SMES 才首次被提出作为电力系统的能量存储技术。

SMES 系统将能量存储在由流过超导线圈的直流电流产生的磁场中，其中的超导线圈浸泡在温度极低的液体(液态氢等)中，然后密封在容器里。

一个SMES 系统通常包括冷却系统、密封容器以及作为控制用的电力电子装置。

电流在电感存储的能量可由下式表示：I U LI dt dI dt dE P LI E ⋅=⋅===;212式中：I 为电感中流过的直流电流，U 为超导线圈的电压。

如果超导线圈由电感构成，就没有电阻的消耗，电流在闭合电感中不会消失而长期循环。

在使用能量时由线圈引出，经转换接人系统或用户。

SMES 系统具有几个显著特点：无噪声污染，响应快，效率高(达95%)，不受建造场地限制且非常可靠。

其最大缺点就是成本太高，其次就是需要压缩机和泵以维持液化冷却剂的低温，使系统变得更加复杂，需要定期的维护。

超级电容器储能普通电容器由于其存储能量过小，所以未能用作电力系统中的储能装置。

所谓的“超级电容器”，其存储容量为普通电容器的20-1000倍。

它是通过使用一种多孔电解质(其介电常数和电压承受能力仍然比较低)加大两极板的面积，从而使储能能力得到提高。

根据电极材料的不同，可以分为碳类和金属氧化物超级电容器。

超级电容器兼有常规电容器功率密度大、充电能量密度高的优点，可快速充放电，且使用寿命长，不易老化。

超级电容器还具有一些自身的优势，它没有可动部分，既不需要冷却装置也不需要加热装置，在正常工作时，内部没有发生任何化学变化。

超级电容器能够安全放电，安装简易，结构紧凑，可适应各种不同的环境。

超级电容器的这些优点使得它在应用于分布式发电时，在与其它储能方式互相竞争中胜出。

超级电容器在许多领域都有广阔的应用前景，特别是在电动汽车上的应用具有非常明显的优势，许多国家都投人大量人力、物力对超级电容器进行研究开发，有些公司的产品已实现商品化。

2005年，美国加利福尼亚州建造了一台450kW 的超级电容器储能装置，用以减轻950 kW 风力发电机组向电网输送功率的波动。

1.2.4、飞轮储能飞轮储能是一种新型的机械储能方式，它完全不同于BESS ，SMES ，电容器储能。

它将能量以动能的形式存储在高速旋转的飞轮质量中。

飞轮储能系统基本的结构均包括以下5个组成部分:飞轮转子、轴承、电动/发电机、电力转换器、真空室。

在飞轮储能装置中还必须加人监测系统，监测飞轮的位置、振动和转速、真空度、电机温度等运行参数。

飞轮储能的原理可以表示：2,2122mh r I I E ==ω其中，E 为存储的能量，它取决于转子的转动惯量I 和飞轮的转速。

转动惯量I 与转子的半径，质量m 和高度h 相关。

通过增加飞轮的转动惯量和提高飞轮的转速，可以加大飞轮储能的容量。

目前使用的飞轮技术主要有高速飞轮系统(飞轮相当小，转速极快)、低速飞轮系统(飞轮较大，转速相对较慢)。

飞轮储能系统的能量密度较大，占据空间相对较小，但是其功率密度相当低，不能像超级电容器那样快速地释放其储存的能量。

尽管如此，只要设计合理，加上飞轮储能具有效率高、建设周期短、寿命长等优点，将飞轮储能系统应用于分布式发电系统中还是很有竞争力的。

20世纪90年代以来，由于高强度纤维材料、低损耗轴承、电力电子学三方面技术的发展使飞轮储能的实际应用成为现实，飞轮储能系统正从实验室研究转变为面向实际应用，并向产业化、市场化方向发展。

1.2.5、其他储能技术除了上述提到的几种储能方式以外，在分布式发电中可能用到的储能方式有抽水蓄能、压缩空气储能、热能储能。

抽水蓄能在集中式发电中运用的比较多，而且大多采用它来进行调峰。

抽水蓄能机组单元效率虽然不是很高，但是运行较为简单，可靠且使用期较长。

压缩空气储能是先将空气压人高压容器中，然后利用压缩空气推动活塞或气轮机产生需要的能量。

这两种储能方式若应用于分布式发电，其固定成本显得太高。

热能存储常和STES(Solar Thermal Electric Steam)电厂结合起来，这种储能方式比较可靠，成本相对低廉。

化学储能化学储能1.4、在智能电网中应用1.4.1、提供短时供电DER在微网中的运行模式：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，微电网将及时与电网断开独立运行。

微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。

1.4.2、电力调峰由于微电网中的微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。

另外一般微电网的规模较小，系统的自我调节能力较差，电网及负荷的波动就会对微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微电网以调节功率需求。

储能系统作为微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。

1.4.3、改善微电网的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。

微电网要作为一个微源与大电网并网运行，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，微电网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。

储能系统对于微电网电能质量的提高起着十分重要的作用，通过对微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。

对于微电网中的光伏或者风电等微电源，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。

如果将这类微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。

在微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。

当微电网与大电网并联运行时，微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；当微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。

1.4.4、提升微电源性能多数可再生能源诸如太阳能、风能、潮汐能等，由于其能量本身具有不均匀性和不可控性，输出的电能可能随时发生变化。

当外界的光照、温度、风力等发生变化时，微源相应的输出能量就会发生变化，这就决定了系统需要一定的中间装置来储存能量。

如太阳能发电的夜间，风力发电在无风的情况下，或者其他类型的微电源正处于维修期间，这时系统中的储能就能起过渡作用，其储能的多少主要取决于负荷需求。

1.5、并网标准体系以电化学或电磁形式存储电能的储能系统接入配电网应遵循的原则和技术要求做出了规定。

与分布式电源通过同一个变流器接入电网的储能元件应参照Q/GDW480《分布式电源接入电网技术规定》执行。

本规定适用于国家电网公司经营区域内接入35kV及以下电压等级配电网的储能系统。

此标准在关于储能系统对配电网影响的前期研究基础上，结合储能系统的特性、我国配电网结构以及电网运行对储能系统的基本要求，以及征求电网企业和科研机构的意见的基础上编制而成，并于2010年10月19日由专家审核通过，形成了标准报批稿。

一般性技术准则要求如下：1、储能系统接入配电网及储能系统的运行、监控应遵守相关的国家标准、行业标准和企业标准。

2、储能系统可通过三相或单相接入配电网，其容量和接入点的电压等级：200kW以上储能系统宜接入10kV（6kV）及以上电压等级配电网；200kW及以下储能系统接入220V/380V电压等级配电网。

3、储能系统接入配电网不得危及公众或操作人员的人身安全。

4、储能系统接入配电网不应对电网的安全稳定运行产生任何不良影响。

5、储能系统接入配电网后公共连接点处的电能质量应满足相关标准的要求。

6、储能系统接入配电网不应改变现有电网的主保护配置。

7、储能系统短路容量应小于公共电网接入点的短路容量。

8、储能设备最大充放电电流值不应大于其接入点的短路电流值的10％。

3.2光伏电池的原理及结构太阳电池的发电原理是利用光入射于半导体时所引起的光电效应。

光伏电池的基本特性和二极管类似，可用简单的PN结来说明，图3.1为光伏电池的单元模型。

当具有适当能量的光子入射于半导体时，光与构成半导体的材料相互作用产生电子和空穴(因失去电子而带正的电荷)，如半导体中存在PN结，那么电子向N型半导体扩散，空穴向P型半导体扩散，并分别聚集于两个电极部分，即负电荷和正电荷聚集于两端，这样如用导线连接这两个电极，就有电荷流动产生电能。

这与传统的发电方式是完全不同的:既没有旋转的转动部分，也不排出气体，是清洁的、无噪声的发电机。

空穴电子入射光图3.1 光伏电池的单元模型图3.2 光伏电池等效电路图图3.2是光伏电池等效电路，其中sh R 是漏电阻； s R 是串联电阻，它是构成光伏电池的半导体体电阻和透明电极电阻等的和。

式3.1是表示光伏电池特性的一般公式。

()shs s L R I R V nKT I R V q I I I +-⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=1exp 0 （3.1） 其中I 为电池单元输出电流；L I 几为PN 结电流； 0I 为反向饱和电流内；V 为外加电压；q 是单位电荷；K 是玻耳兹曼常数 (K J /1038.123-⨯)；T 是绝对温度；n 为二极管指数。