一、儲能技術及應用現狀
儲能技術的定義,在座各位專家對儲能應該比較熟悉,目前儲能主要分以下四大類型:第一,機械儲能;第二,電磁儲能;第三,化學儲能;第四,相變儲能。
儲能技術的分類,物理儲能,主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能,電磁儲能包括超導儲能、超級電容儲能、高密度電容儲能;電化學儲能,以電池為主,有鉛酸、鎳氫、鋰離子、液留。
儲能技術分類,抽水蓄能,容量一般GW級以上,技術比較可靠,效率一般70-8及%,受地形限制,建設周期長,投資大。壓縮空氣儲能,主要特點是規模大、運行成本低,啟動時間長,3-5分鐘,可實現規?;?,缺點是必須找到合適的儲蓄洞,需要燃氣。飛輪儲能,主要特點是功率密度高、響應速度快、效率高、壽命長,缺點是能量密度低、費用比較高。大家見的比較多的是電化學儲能,目前比較多的是鉛酸,瀝青也有一部分,以前的電動汽車里用的比較多,現在電力系統中有推廣價值的是全釩液流,發展比較快的是鋰離子電池,主要是電動汽車的拉動作用。
各類儲能技術的綜合比較,全世界儲能系統,截止到2014年2月,全球儲能容量總共740GW,前幾年應該是鈉硫,那樣鈉硫占45%,其它的占55%,在55%當中,鋰離子電池占32%,近一兩年來,國內外的儲能上了一批鋰離子儲能電站。各類儲能技術綜合比較,從功率和放電時間來看,在電力系統當中,主要講電化學儲能,有達到GW級的,放電時間可以達到5-6小時,電池的應用不太一樣。底下是鈉硫電池,鈉硫電池放電時間長,而且可以大功率放電。從效率和壽命來看,目前效率比較高的應該是超級電容、鋰離子、飛輪、鈉硫、液流、鉛酸。
成本現狀,鈉硫電池運行壽命比較長,最初選擇了鈉硫電池為技術路線,鈉硫電池最大特點是技術被日本壟斷,全球只有NGK一家能做,目前在中國,也就是上海硅酸鹽所和上海電氣公司正在產業化推廣。
儲能技術的應用,從發電側來看,輔助運行,取代/延緩新建機組;在輔助服務主要調頻、調峰、電壓支持、備用容量。
二、儲能在新能源發電中的典型應用模式
電池儲能系統的組成,大概有四部分:儲能本體,常說的單體電池,一般要加電池管理系統,可以大大提高電池成組以后的運行壽命,通過控制裝置,把直流電變成交流電,最高層還有儲能監控系統。電池儲能系統的集成,以長壽命大容量電池單體為基礎,高效管理技術為依托的標準電池模塊,標準化可擴展的儲能并網模塊設計,大規模儲能電站系統集成,滿足不同應用場合的需求,經過這幾年的發展,主要走模塊化和標準化技術路線,兼容性非常好。
電池儲能系統的典型應用,目前,在低壓400伏以下主要是按功率等級接入低壓400伏電網,按照2-4小時進行配置。接入方式,通過并網開關柜直接接入400V低壓電網,通過生涯變單元接入10kV或35kV電壓等級,功率等于在200kW-1MW,時間是2-4小時。
三、儲能在新能源發電中的應用
第一,儲能在新能源發電中的作用,平滑波動,跟蹤計劃,調峰填谷。第二,儲能在新能源發電中的系統優化設計,主要是兩種方式:分布式和集中式。新能源發電應用中儲能系統的選型分析,一般主要從以下幾方面考慮:一是技術需求;二是生命周期內的效率和成本,采用凈現值計算方法,鈉硫電池儲能系統在減少風電預測與實際出力之差應用場合的成本/效益分析。以飛輪儲能系統為例,在抑制波動的應用場合。新能源發電應用中儲能系統的容量配置優化,用于平滑風電場輸出功率波動的儲能系統容量配置優化算法。第三,新能源發電--儲能聯合運行控制技術,跟蹤計劃出力,儲能跟蹤計劃口頭策略是實時補償風光儲聯合發電實際功率與發電計劃建的差值,根據當前的電池功率與電池剩余容量反饋值,確定儲能系統的最大工作能力,并向調度端上發當前允許使用容量。系統調頻。第四,典型應用案例,日本六所村風電場鈉硫電池觸電項目,50MW的風電廠,配備30MW鈉硫電池儲能系統,可以實現夜間風電存儲和日間的調峰能力。美國夏威夷風電場高級鉛酸電池儲能項目,風電30MW,儲能15MW/100MWh高級鉛酸儲能電池,爬坡率控制,平滑風力發電波動,提供電壓支撐。國家風光儲輸示范工程,主要作用是平滑波動之消峰填谷、按計劃出力、調頻。
四、儲能在微電網中的應用
第一,儲能在微電網中的作用,并網運行時候,系統正常運行時,儲能系統、光伏發電、風力發電并網運行,儲能提供的作用主要是平滑風電和光伏的波動。孤島運行系統儲能系統具備黑啟動功能,為微電網提供電壓和頻率支撐,PCS是關鍵設備,提供低壓型控制方式。混合模式,既可以并網運行,也可以離網運行。第二,儲能在微電網中的優化配置。第三,混合儲能在微電網中的應用技術,目前,儲能主要分功率型和能量型,功率型主要特點是循環壽命比較長,可以大功率充放電,能量型的循環壽命相對來講比較小,主要是小功率放電,通過兩種不同方式的混合可以大大延長儲能循環壽命,可以提高整個儲能系統的經濟效能。第四,含儲能的微電網運行控制技術,對含有按儲能單元的微電網整體控制策略為主從控制策略。第五,典型案例,西班牙國家可再生能源與智能電網研究中心微網儲能應用,主要是平衡新能源發電。天津濱海新區中信生態城微電網。東福山島微電網,以風電、光伏和儲能為主的,當時用的是鉛酸電池。
五、新能源所儲能方向的工作介紹
第一,儲能系統集成設計;第二,儲能變流轉換技術;第三,移動儲能供電技術;第四,儲能接入電網規劃和并網分析;第五,儲能的容量優化配置;第六,儲能的經濟性分析。第七,混合儲能的協調控制技術。
成果應用,包括河北承德智能農莊微電網示范工程、江陰工況企業微電網等項目。國際交流,目前在葡萄牙有一個研發中心,正在開展規模化儲能電網關鍵技術研究還有中英國際合作項目。
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