分布式可再生能源如分布式光伏、风电，作为集中供电系统的补充，可建在用户附近，适用于城市以及偏远地区用户。据报道（Energy Access Outlook）全球仍有10亿以上人口用不上电，因此分布式可再生能源将可以较好地解决该部分人口的用电问题，但是需要集成储能单元，从而为用户提供具有较好应用安全和灵活可调的电力供应。据预测（(Europe Residential Energy Storage Outlook 2019)），到2024年，欧洲的住宅储能需求将达6.6GWh，主要是针对屋顶光伏、分布式风电的集成应用。因此，储能与分布式可再生能源集成与应用具有明确的用户需求和市场需求。
研究人员从“源-荷-储”一体化思路出发，首先提出了分布式储能应用的设计方法，即以“源”为基础，考虑“源-荷”的不匹配性，进行储能设计，同时考虑储能单元的功率、容量以及荷电状态约束，进一步调整分布式可再生能源的装机容量，进行迭代设计，直至获得最优的“源-储”的配置。
研究人员采用了基于涡旋压缩机与涡旋膨胀机的小型压缩空气储能系统，建立了详细的综合系统分析模型，涡旋膨胀机为本团队自行研制部件，所建立数学模型与实验结果吻合较好。针对某用户的典型天的用能需求，设计得到了风电最优装机以及压缩空气储能的装机参数。研究表明，接入储能系统可以降低风电的装机为84.6%，该“源-荷-储”系统的电力利用率为88.75%。
本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院国际合作重点项目等项目的支持。
图1 “源-荷-储”系统示意图
图2 典型日内储能系统运行曲线图（正值为储能，负值为释能）
