随着越来越多的可再生能源应用到孤岛(或孤立)电网，电网运营商往往难以维持系统稳定性。爱尔兰、波多黎各、澳大利亚等地的电网运营商常常依靠煤电或燃气发电厂的惯性响应来平衡供需之间的突然不匹配。然而，北爱尔兰贝尔法斯特皇后大学(QUB)最近的研究发现，基于蓄电池的储能可以更有效地提供系统可靠性的惯性响应，其成本更低，碳排放大大减少，而产生的热量要大得多。
QUB的研究发现，只有360兆瓦(MW)的基于电池的储能部署可以为爱尔兰的全岛电力系统提供稳定的电力，通常3000MW的传统热能发电才能提供这些电能。采用这种电池储能部署每年可节省高达1900万欧元(2250万美元)的费用，每年可减少排放二氧化碳约140万吨。
2016年能源结构中替代热力发电的可再生能源的比例
惯性：眨眼之间的电网平衡服务
惯性是一种全系统的服务，在供需不平衡的第一个零点几秒内对电力频率的波动作出反应(例如，当一个发电厂的电力突然中断时)。在传统上，这种稳定来源于由化石燃料发电的(同步)发电机的旋转质量所提供的动能。
所有这一切都发生在问题发生半秒钟之内，从字面上看，这是人们眨一下眼睛的时间。传统上电力部门并没有把它当作服务。这只是同步发电机功能的一部分。在它消失之前人们不会错过什么。
随着(非同步)风能和太阳能的比例增长，传统“模拟”惯性的来源越来越短缺。典型的解决办法是在这个时候阻止风能和太阳能的输出，但随着可再生能源应用的增长，这个成本越来越高。人们将面对这样的一个事实：从长远看，不使用零燃料成本和零碳的可再生能源并不是一个成功的解决方案，而且需要大量的可再生能力来实现相同的脱碳目标。
削减能源所需的能源往往是由化石燃料发电的发电机提供的，当它们不需要运行或运行在一个比所需的更高的设定点时运行时，将会浪费燃料，并增加成本。
基于电池的储能：更有效的解决方案
然而，另一种解决方案就近在眼前。能源咨询机构Everoze公司最近发布了基于QUB研究的最新报告“Batteries：Beyond The Spin”。
由英国政府通过创新英国能源催化剂基金(Innovate UK Energy Catalyst grant)资助QUB的为期两年的研究项目，研究了北爱尔兰卡里克弗格斯(Carrickfergus)的10MW AES Kilroot Advancion储能阵列的运行数据。QUB的研究人员观察到，基于电池的储能可以更高效地提供传统发电机所提供的等效系统服务，而且没有诸如事件后恢复振荡之类的缺点。
通过对储能阵列的规模影响进行建模，QUB团队发现阵列的响应时间接近0.1s ，这提供了与模拟惯性相同的有效稳定性。这种响应速度比去年由英国国家电网公司提供的英国提高频率响应服务快了一个数量级，它将允许只有360MW的快速响应电池为爱尔兰的全岛电力系统提供与3000MW的常规热力发电新效的稳定性。
通过消除对“模拟惯性”的技术偏见，让电池提供等效的“数字惯性”服务，该报告概述了爱尔兰电力系统每年可以节省高达1900万欧元(2250万美元)的成本，更高效、更可靠地运行，并减少维护需求。
除了为消费者节约成本之外，Everoze的分析显示了向基于电池的储能方向发展的明显环境效益。由于采用“数字惯性”，爱尔兰每年可减少碳排放约140万吨。节省的排放量相当于减少了爱尔兰科克市(约208,000人口)、或美国犹他州盐湖城、法国波尔多、墨西哥诺加莱斯的排放量。
实现这些成本和碳减排和稳定收益的关键在于消除妨碍电池提供这些服务的监管壁垒。管理惯性反应的语言和结构如今都围绕着现有技术所构建的。缺乏技术中立性是创新解决方案的障碍。
多米尼加共和国部署的电池储能阵列
随着可再生能源规模的扩大，数字化惯性的机会也随之增加
不出所料，孤岛电网面临日益渗透可再生能源将是解决这些问题的关键。虽然这需要时间，但更大的互联电网接近更多的可再生能源的应用，将借鉴爱尔兰等小型电网的经验。
•在美国，美国联邦能源管理委员会(FERC)已经开始研究改革电网如何保持足够的主要频率响应，这与惯性服务相似。
•南澳大利亚正在以与爱尔兰类似的方式快速采用可再生能源，爱尔兰的储能部署可以提供类似的稳定服务，并在相互联系薄弱的地方减少能源消耗。
•英国国家电网在其“系统需求和产品战略”中，也将在未来几年内满足日益增长的需求。
由于爱尔兰的传输电系统运营商EirGrid和北爱尔兰SONI等公司采用了逐步电网政策，爱尔兰在清洁电力方面处于世界领先地位。迄今为止，模拟惯性已经很好地服务于电力系统，可以在瞬间管理频率变化率，以保持系统始终稳定。
QUB的研究现在迫使人们重新评估自己的选择，促使重新评估如何在次要基础上平衡供求关系。研究团队将会一直致力储能电池的成本节约、效率提升以及减少碳排放。
