電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用與展望

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1、電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用與展望鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/90269.html來源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用與展望董曉文，何維國(guó)，蔣心澤，王佳斌，錢晨巍(上海市電力公司技術(shù)與發(fā)展中心，上海200025)摘要：闡述了電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模化的集成技術(shù)和接入技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。分析了我國(guó)電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)存在的主要問題，從需求、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，指出了我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，提出了促進(jìn)大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議。近幾十年來，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展一直受到各國(guó)能源、交通、電力、電信等部門的重視。電池儲(chǔ)能技術(shù)的研究與應(yīng)用在國(guó)

2、內(nèi)外已經(jīng)取得了較多進(jìn)展，已從電池本體及小容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究與應(yīng)用發(fā)展為大容量、規(guī)模化電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。1電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的關(guān)系當(dāng)前，電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已被視為電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)(見圖1)。電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的削峰填谷、新能源接入、電能質(zhì)量改善和應(yīng)急電源4個(gè)方面。受發(fā)電設(shè)備固有慣性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性限制，傳統(tǒng)的發(fā)電方式(水電、火電、核電)自身具有大規(guī)模、連續(xù)性的特點(diǎn)，而用電負(fù)荷固有的隨機(jī)性和間斷性造成了二者之間存在必然的矛盾。雖然可以通過加強(qiáng)電源和電網(wǎng)的建設(shè)與投資來解決，但這將導(dǎo)致發(fā)電、輸電和變電設(shè)備的利用效率大大降低并嚴(yán)重影響一次能源的利用效率

3、和電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。新型能源(風(fēng)能、太陽能)的大規(guī)模開發(fā)和利用，將使這一矛盾進(jìn)一步加劇和惡化。因此，亟需突破儲(chǔ)能相關(guān)的關(guān)鍵[1－3]技術(shù)，開發(fā)大容量、規(guī)?；姵貎?chǔ)能系統(tǒng)，以提高一次能源和輸變電設(shè)備的利用效率，減低溫室氣體排放。電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存、釋放或快速功率交換，一般由2個(gè)系統(tǒng)組成：由電池模塊組成的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)(BESS)；由電力電子器件組成的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(或稱電網(wǎng)接入系統(tǒng))。電網(wǎng)接入系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：①充放電控制；②交流－直流雙向變換、直流－直流變換；③功率調(diào)節(jié)和控制；④運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)和監(jiān)控；⑤安全防護(hù)等。應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大容量、規(guī)?；姵貎?chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，主要包括規(guī)

4、?；到y(tǒng)集成技術(shù)和規(guī)?；到y(tǒng)接入技術(shù)。2電力電池儲(chǔ)能規(guī)?；到y(tǒng)集成技術(shù)電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)?；到y(tǒng)集成技術(shù)，根據(jù)其應(yīng)用情況可以分為大規(guī)模集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)和大規(guī)模分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。2.1大規(guī)模集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)以能量轉(zhuǎn)換和電力系統(tǒng)削峰填谷功能為主，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，其儲(chǔ)能方式有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等。類儲(chǔ)能電站一般規(guī)模較大(數(shù)兆瓦至數(shù)百兆瓦級(jí))，經(jīng)常在有核電站、大型風(fēng)電場(chǎng)和以火電為主的電力系統(tǒng)中應(yīng)用，以滿足調(diào)峰、快速備用、輔助服務(wù)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。其優(yōu)點(diǎn)是容量大，運(yùn)行成本較低；缺點(diǎn)是受自然條件(選址)的約束較大。以前對(duì)這類儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究主要考慮與核電和大規(guī)模火電基地的配合

5、調(diào)度較多，與大規(guī)模太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等的配合較少。2.2大規(guī)模分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)以平抑電源功率隨機(jī)波動(dòng)、維持局部電網(wǎng)或微型電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為主，經(jīng)常與可再生能源(如太陽能、風(fēng)能等)配合使用，其儲(chǔ)能方式有蓄電池、超級(jí)電容器、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、旋轉(zhuǎn)飛輪儲(chǔ)能等。這類儲(chǔ)能電站一般規(guī)模較小(千瓦至兆瓦級(jí))，但如廣泛應(yīng)用，仍可占電力系統(tǒng)容量的相當(dāng)比例并形成規(guī)模。其優(yōu)點(diǎn)頁面1/4電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用與展望鏈接：www.china-nengyuan.com/tech/90269.html來源：中國(guó)新能源網(wǎng)china-nengyuan.com是布局靈活，可建在負(fù)荷中心；缺點(diǎn)是容量偏小、單位容量的投

6、資較大。學(xué)術(shù)界對(duì)大規(guī)模分布式儲(chǔ)能的研究剛剛開始。3電力電池儲(chǔ)能規(guī)模化系統(tǒng)接入技術(shù)電力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模化系統(tǒng)接入技術(shù)，目前根據(jù)其電網(wǎng)接入點(diǎn)應(yīng)用情況可以分為以下4類：①新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能入網(wǎng)接入技術(shù)；②配電網(wǎng)儲(chǔ)能入網(wǎng)接入技術(shù)；③用戶側(cè)儲(chǔ)能入網(wǎng)接入技術(shù)；④電動(dòng)汽車入網(wǎng)接入技術(shù)。3.1新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能入網(wǎng)接入技術(shù)將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)用于新能源發(fā)電側(cè)，可使新能源功率穩(wěn)定，提高電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性。近幾年，新能源發(fā)電發(fā)展迅猛，根據(jù)國(guó)家能源戰(zhàn)略，到2020年，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的總裝機(jī)容量將分別達(dá)到1.5億kW和3000萬kW。由于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等功率變動(dòng)大，發(fā)電與用電需求不同步，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為可

7、再生能源發(fā)電設(shè)備中必不可少的輔助裝備。有了儲(chǔ)能裝置的配合，這些不穩(wěn)定的、與用電需求不同步的分布式發(fā)電設(shè)備才有可能向電網(wǎng)和用戶穩(wěn)定地供電。因此，新能源發(fā)電的快速發(fā)展對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)要求，也提供了更多的需求。3.2配電側(cè)儲(chǔ)能入網(wǎng)接入技術(shù)將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)用于城市負(fù)荷中心區(qū)域的配電側(cè)，可以減少用于發(fā)電、輸電、變電、配電設(shè)備的投資，提高現(xiàn)有電力設(shè)備的利用率，降低發(fā)電煤耗、供電損耗以及提高供電可靠性。隨著城市