分布式功率控制

在一段时间内，峰值负荷转移通过提前或延迟其影响，直到供电系统能够容易地接受额外的负荷，从而减轻了大能量负荷块的影响。如果负荷无法调节，那么通常在非高峰时段充电的储能系统(ess)可以改变负荷分布。工业和大型商业设施的最终用户已经成功地实施了负荷转移，以减少电力峰值需求和相关的能源成本，尽管它受到了值得注意的关注，并且由于与过去不同的原因。调峰或调峰平滑可以减少水电费。它还有效地转移了负载对系统的影响，最大限度地减少了所需的发电容量。

由于气象和大气条件的影响，可再生能源——特别是风能和光伏(PV)，最近呈指数级增长——提供的电力不规律。随着这些电源对电网负荷流的贡献越来越大，它们对电网电能质量的影响也越来越明显。这些可再生能源产生的电力的不稳定波动可能对维持系统的瞬态和动态稳定性有害。可再生能源电力质量问题包括电压瞬变、频率偏差和谐波。

ESS可以将间歇源转换为具有相对均匀和一致输出的源。因此，可再生能源的大规模部署以及智能电网在很大程度上依赖于储能系统的最大有效性和优化。

降低成本

ESS的收益会随着峰值电价的变化而变化。例如，考虑到2014年6月27日ERCOT的定价，在下午1点到4点之间，从大约35美元/兆瓦时(0.035美元/千瓦时)到大约1000美元/兆瓦时(1.00美元/千瓦时)不等。在空闲时间为电池充电所消耗的每兆瓦时将节省965美元，在高峰时间释放。对于大型能源用户来说，这可以每天节省数千美元。

电能质量、测量、控制

ESS可以通过保持标称电压和频率值来提高设备的电力质量。快速作用的能量存储设备，如电池或超级电容器，可以吸收或释放功率，以解释公用事业功率的瞬态波动，以帮助实现这一目标。

可再生能源发电控制

随着可再生能源的发展，将可变和间歇性的电力输出转换成更稳定和可靠的来源变得越来越必要。

由于光伏发电在日出和日落之间是间歇性的，因此发电可能与电网的峰值电力需求不一致，这就需要在云覆盖限制光伏发电时，公用事业公司可以使用发电资产来满足高需求。随着光伏发电对电网的贡献越来越大，可靠性问题可能会出现，类似于风力发电对风力渗透更大的州的影响。

ESS承诺支持最终用户降低成本，并允许发电机通过发电转移获得更高的可调度发电价值。

局部储能可以通过调节爬坡控制、吸收功率峰值以及通过注入电力来应对突然下降，从而减轻可再生能源发电输出功率的波动。这种平滑的发电曲线提供了一个更稳定的电源和可靠的配电网。一些公用事业公司对并网发电有要求，通过储能来调节电力生产波形。

公用事业ESS使用

ESS的使用可以帮助公用事业公司推迟大型基荷电厂的升级或扩建，这些升级或扩建的成本可能会成倍增加。

根据具体的应用和需要它的系统的性质，今天实现了各种各样的存储能量的方法。可以使用电气、机械、热和化学存储系统来存储能量，每种存储系统都有其优点和适当的应用。电存储系统是最普遍的，通常以电池或电容器的形式存在。从小型手表电池，到新兴的锂电池数据中心存储，再到公用事业规模的存储系统。

先进电池

电池储能系统具有响应时间，允许负载流动和电压控制和频率调节的动态贡献，这是将储能与可再生能源发电耦合并保持电网稳定的关键因素。

对于ESS来说，与铅酸电池相比，锂离子电池提供了更高的能量密度和效率，并且寿命是典型铅酸电池的两倍以上。锂离子电池系统需要一个管理系统来监控电池的充电、放电和内部电压调节。电池中的热不稳定电极可能发生热失控。

智能电网监控、控制

智能电网被许多人认为是电网的未来，而储能在发电、输电和配电系统中起着至关重要的作用。随着能源需求的增加，每个系统都可能存在约束。智能电网方法和方法可以补充现有系统，以提高整个电网的可靠性和运行，同时满足增长预期。

智能电网可以用分散的选择来补充集中的资源。智能电网支持中央发电厂配置，将可再生能源整合到电网中，从可占用数百英亩的公用事业规模发电到小型住宅电源。控制和自动化中心监控并响应系统事件，从调节发电和负载流到隔离停电。

为了创建智能电网，公用事业和可再生能源发电机需要灵活的技术，能够快速响应瞬态和动态的电力波动。消费者也可能被鼓励使用ESS来转移高峰负荷，减轻对电网的需求波动，这需要额外的监测、控制和集成。

随着智能电网的发展和可再生能源发电比例的增加，储能系统技术的使用将趋于成熟，以适应这些需求。随着电池和其他能量转换技术系统提高配电系统的质量和效率，用户将以更低的成本体验到更高的可靠性和卓越的电压和频率稳定性。

- Robert C. Corson, PE, Triad Consulting Engineers Inc.的高级电气工程师，纽约大学兼职教授。Ronald R. Regan, PE和Scott C. Carlson都是Triad咨询工程师公司的工程师。编辑自2014年冬季刊的一篇同行评议文章纯粹的精神力量的补充Consulting-Specifying工程师作者:Mark T. Hoske，内容经理控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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实现峰值负荷转移的储能(包括国家电气规范和IEEE推荐的ESS规范和标准以及其他信息)

关键概念

• 控制和监测技术正在帮助实现分布式电力和智能电网技术。
• 储能系统(ess)通常在非高峰时段充电，可以改变负荷分布，节省成本。
• 智能电网技术将继续推动发电、输电和配电的发展。

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知道哪里需要多少电力，智能电网可以实时调整电力分配。将电力需求与电力生产相匹配的灵活性将发电设施必须倾倒的电量降至最低，并使基本负荷电厂以最低容量运行。公用事业、智能电网和商业建筑之间的分布式电力关系继续发生变化。在最近的Consulting-Specifying工程师圆桌讨论，总编辑杰克·史密斯;主编Amara Rozgus向智能电网行业专家询问了工程师们在不久的将来会看到什么。

Steven Collier，智能电网战略总监，Milsoft公用事业解决方案，阿比林，德克萨斯州:大多数建筑物传统上是电力和能源的被动消费者，这些电力和能源是由大约7000个公用事业拥有的发电厂产生的，并通过高压输电线路和当地配电系统输送给它们。然而，现在，随着建筑物越来越多地部署自己的发电、存储和能源管理系统，建筑物正在成为电网本身的重要组成部分。他们这样做是出于多种原因，包括经济、可靠性、安全性、可持续性和独立性。而且，也许最重要的是，他们这样做是为了使自己的利益最大化，而不是帮助他们的效用解决问题。这种趋势不仅会继续，而且还会加速。智能建筑将不仅仅由智能电网提供服务，它们将成为智能电网不可分割的一部分。

纽约州斯克内克塔迪市西门子电力技术国际公司业务发展经理John Cooper:传统上，商业建筑的能源管理很大程度上独立于他们的电网，主要集中在通过节约、能源效率和在高成本时期最大限度地减少使用来减少电费。从20世纪80年代开始，电力公司开始向客户提供财政激励，允许他们控制部分负荷，以最大限度地提高运营经济性，并推迟建造昂贵的新发电机的需要。在过去的十年里，公用事业公司更积极地寻求让客户参与需求响应计划，其中客户会改变他们的用电方式，以缓解公用事业公司在电网经济、可靠性和可持续性方面日益严重的问题。商业建筑业主/运营商对传统电网的经济性、可靠性、安全性、服务质量和可持续性越来越不满意。因此，正如史蒂夫所观察到的，他们正在投入自己的能源生产、储存和管理系统。

克里斯·爱德华，体育老师;电气工程师，印第安纳波利斯KJWW;商业建筑开始需要直接与公用电网通信。公用事业公司一直在使用智能电网技术来实现系统的现代化，并提供更高的可靠性，通常是通过与当地监管机构的赠款或协议来实现的。我们仍在向动态或实时定价系统迈进，公用事业公司和独立系统运营商将看到根据全天发电的实际成本向消费者收费的好处。当商业建筑在用电高峰期开始发现能源成本高时，就会有动力与智能电网进行双向通信，以避免高成本，与公用事业公司的关系也会发生变化。这种关系的趋势已经在美国的一些地区开始出现，随着能源法规和州监管机构采用相关要求，这种关系可能会扩大。

Kevin Krause, PE, LEED AP;威斯康星麦迪逊市附属工程师公司负责人:智能电网实施的两个主要驱动因素直接关系到配电系统可靠性的提高和电力输送效率的提高。提高的电力可靠性来自于显著改善的通信，直接来自于用户仪表，它可以提醒公用事业公司停电、低电压和每个用户的电力质量差。这种系统异常可以很容易地通过公用事业监督控制和数据采集(SCADA)系统识别和隔离，从而限制了配电系统其余部分的整体停电风险。随着数字计量设备与通信系统的不断发展，系统的稳定性和可靠性将得到全面提高。

系统效率本质上与在消费者自己的设施内实施的需求侧控制有关。智能电网允许用户监控自己的需求水平，并建立内部控制来减少自己的需求和能源消耗。无论是每天的自动控制还是对员工进行关于手动切换电力负载的教育，消费者都有动力制定这些政策并获得随后的经济效益。公用事业公司实现了负载系数的改善，这使得现有的配电系统更有效地运行，并且不需要更多的发电或更多的输电线路及其相关的变电站，从而避免了增加资本支出的需要。

这些因素是智能电网成功的关键，几乎可以立即实现，并由消费者和公用事业公司共享利益。

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下面的链接，阅读两篇更长的关于储能和智能电网的文章，其中总结了这一点。

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