在“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)中，既有瞬時的沖擊功率，又有長時間的釋能需求，同時還需兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟性與安全性，單一儲能形式無法完全滿足以上要求。采用互補性強的混合儲能技術(shù)，是提高儲能系統(tǒng)整體性能的有效途徑，已成為可再生能源利用與分布式供能領(lǐng)域的研究熱點。

結(jié)合不同應(yīng)用場景下新型電力系統(tǒng)對儲能技術(shù)特性的需求，科學(xué)技術(shù)研究院聯(lián)合天津大學(xué)、寧波中車新能源科技有限公司開展混合儲能系統(tǒng)控制優(yōu)化研究，成功建設(shè)了兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)示范電站。該混合儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)調(diào)峰、調(diào)頻模式的切換，進而提升對電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)的能力。目前該混合儲能系統(tǒng)已完成調(diào)試，并開始并網(wǎng)運行。

成果簡介：

本項目中混合儲能系統(tǒng)采用鋰離子電池和超級電容器以能量型和功率型儲能技術(shù)耦合互補的形式進行應(yīng)用，整套系統(tǒng)由3個預(yù)制艙體組成，分別為0.5MW/1MWh鋰離子電池儲能系統(tǒng)艙、1MW/0.1MWh超級電容器儲能系統(tǒng)艙、1.5MW儲能變流器艙。其中鋰離子電池和超級電容器儲能系統(tǒng)預(yù)制艙內(nèi)分別配有直流匯流柜、電池/電容管理系統(tǒng)、本地能量管理系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)、空調(diào)等設(shè)備。各儲能系統(tǒng)通過直流匯流柜接入相應(yīng)的儲能變流器，再分別接入功率路由器±750V直流母線，響應(yīng)園區(qū)能量管理系統(tǒng)下發(fā)的削峰填谷或調(diào)頻調(diào)度指令。

主要創(chuàng)新點：

鋰離子電池具有能量密度高、儲/釋能時間長等特點，可用于實現(xiàn)削峰填谷；超級電容器具有功率密度高、響應(yīng)速度快、壽命長等特點，可參與電力系統(tǒng)一次調(diào)頻，同時延長電池使用壽命。通過兩種儲能技術(shù)耦合及協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)化，鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮性能互補優(yōu)勢，滿足電網(wǎng)不同層次需求，最大限度發(fā)揮儲能的作用。

針對烏蘭察布源網(wǎng)荷儲試驗基地中的交直流混合電網(wǎng)架構(gòu)，本項目首次實現(xiàn)了將鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)通過DC/DC設(shè)備直接在750V直流母線側(cè)進行功率耦合，該接入方式可提高AC/DC并網(wǎng)逆變器的利用率，此外，混合儲能系統(tǒng)既可以對交流電網(wǎng)進行功率支撐，又可以解決直流電網(wǎng)的功率突變和諧波問題。

應(yīng)用效益：

本項目是鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)并網(wǎng)運行的實地驗證及應(yīng)用示范，同時也是首次實現(xiàn)混合儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的工程應(yīng)用。為開展多種儲能技術(shù)聯(lián)合參與調(diào)峰、調(diào)頻等電力輔助服務(wù)研究提供重要的應(yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，助力兼具高性能、高可靠性、低成本的復(fù)合型儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用推廣。