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1、風(fēng)電場配置全釩液流電池儲能系統(tǒng)的應(yīng)用展望一、風(fēng)電場配置儲能技術(shù)的現(xiàn)實需求1、由于風(fēng)能發(fā)電受到氣候和天氣影響，風(fēng)速的變化給風(fēng)電機(jī)組的出力帶來了很大影響，弱風(fēng)和無風(fēng)時段出力減小或停機(jī)，負(fù)荷低谷時段又有可能風(fēng)速較大，電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能消耗和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕則電能質(zhì)量惡化，重則引發(fā)停電事故。因此風(fēng)電的并網(wǎng)問題面臨諸多矛盾，成為風(fēng)電場規(guī)模發(fā)展的瓶頸。2、當(dāng)并網(wǎng)運行的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量比例逐步增加，承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的常規(guī)電源點無法實現(xiàn)匹配調(diào)解時，風(fēng)電的并網(wǎng)條件或運行條件必然提出均衡發(fā)電的要求。這種要求有可能以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形式提出。對新建的風(fēng)電機(jī)組或已并網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組也有可能區(qū)別
2、對待，但此時，即使沒有出臺峰谷上網(wǎng)電價政策，風(fēng)電場配置儲能系統(tǒng)也變成必要條件3、從技術(shù)層面，儲能系統(tǒng)的作用是削峰填谷，能達(dá)到平衡電力負(fù)荷、改善電能質(zhì)量的目的。儲能已被視為電網(wǎng)運行過程中“采、發(fā)、輸、配、用、儲”六大環(huán)節(jié)中的重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲能環(huán)節(jié)后，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜峰谷差，平衡負(fù)荷，調(diào)整頻率，補償負(fù)荷波動，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，更有效地利用電力設(shè)備。有風(fēng)而停機(jī)也是一種浪費。無論并網(wǎng)風(fēng)電還是非并網(wǎng)風(fēng)電，要達(dá)到保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行且最大化利用風(fēng)能這個目標(biāo)，運用儲能裝置是必然的選擇。4、北京電網(wǎng)的未來規(guī)劃根據(jù)北京市發(fā)改委關(guān)于北京調(diào)整北京能源結(jié)構(gòu)規(guī)劃的說明，到；國務(wù)院
3、發(fā)布《能源發(fā)展‘十二五’規(guī)劃》，規(guī)劃中提出電力領(lǐng)域發(fā)展的主要任務(wù)將在清潔能源的開發(fā)利用：積極有序發(fā)展水電，安全高效發(fā)展核電和快速發(fā)展風(fēng)能等可再生能源，并強(qiáng)調(diào)了煤電的清潔高效發(fā)展。規(guī)劃中電力工業(yè)主要目標(biāo)與此前公布的《電力工業(yè)‘十二五’規(guī)劃研究報告》中內(nèi)容基本一致：至15年用電量6.15億千瓦時，按此計算，13-15年用電量復(fù)合增速需控制在7.4%以內(nèi)；非化石能源消費比重提高到11.4%，非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重達(dá)到30%。5、官廳風(fēng)電場限電及電價隨著官廳風(fēng)電場4到8期的建設(shè)，風(fēng)力發(fā)電自身所固有的隨機(jī)性、間歇性特征，決定了其規(guī)?；l(fā)展必然會對電網(wǎng)安全運行帶來顯著影響，另外風(fēng)力發(fā)電往往在后半
4、夜進(jìn)入發(fā)電高峰，而此時正是用電低谷，所以棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。因此必須要有先進(jìn)的大容量儲能技術(shù)做支撐，以穩(wěn)定風(fēng)機(jī)輸出，且能錯時發(fā)電，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的利用率。研究表明，如果風(fēng)電裝機(jī)占裝機(jī)總量的比例在10%以內(nèi)，依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)以及增加水電、燃?xì)鈾C(jī)組等手段基本可以保證電網(wǎng)安全；但如果所占比例達(dá)到20%甚至更高，電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運行將面臨巨大挑戰(zhàn)。目前為了減少對電網(wǎng)的沖擊，每一臺風(fēng)機(jī)需要配備其功率4%的后備蓄電池。另外還需要大約相當(dāng)于其功率1%的蓄電池用于緊急情況時收風(fēng)葉以保護(hù)風(fēng)機(jī)。電網(wǎng)對風(fēng)電輸出平穩(wěn)性的要求已成為風(fēng)電發(fā)展的瓶頸，如果需要平滑風(fēng)電90%以上的電力輸出，需要為風(fēng)電場配置20%左
5、右額定功率的儲能電池；如果希望風(fēng)電場還能具有削峰填谷的功能，將需要配備相當(dāng)于40~50%功率的動態(tài)儲能電池；如果風(fēng)機(jī)離網(wǎng)發(fā)電，則需要更大比例的動態(tài)儲能電池。根據(jù)國家中長期能源規(guī)劃，風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)為2020年200GW，.風(fēng)電實際裝機(jī)容量比預(yù)計的要大得多，截止2014年中國風(fēng)機(jī)累積裝機(jī)容量已超過83GW，中國風(fēng)能協(xié)會預(yù)計2020年中國風(fēng)電裝機(jī)會突破150GWI，將占到全國發(fā)電量的10%左右風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)的運行和控制提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，大容量儲能產(chǎn)品成為解決電網(wǎng)與風(fēng)電之間矛盾的關(guān)鍵因素。即使按照風(fēng)電調(diào)控最低要求計算，5%的風(fēng)電儲能比例，2020年儲能電池的需求就將達(dá)到5GW；如果需
6、要平滑90%以上的風(fēng)電輸出，儲能電池的需求還要增加3倍以上.一、全釩液流電池的優(yōu)勢1、常用電池儲能裝置簡介1.3.1鈉硫電池鈉硫電池在300℃的高溫環(huán)境下工作，其正極活性物質(zhì)是液態(tài)硫；負(fù)極活性物質(zhì)是液態(tài)金屬鈉，中間是多孔性陶瓷隔板。鈉硫電池的主要特點是比能量大（是鉛酸電池的三倍）、效率高（可達(dá)到80%），循環(huán)壽命比鉛酸電池長等，適合10~100MW儲能。鈉硫電池由于運行溫度較高，危險性高于鋰電池，其隔膜技術(shù)、封裝技術(shù)、材料匹配技術(shù)、電池管理系統(tǒng)難度都非常大，其產(chǎn)業(yè)化需要的相關(guān)設(shè)備欠缺，目前只有日本NGK成功商業(yè)化。NGK的鈉硫電池不只是日本一個國家在支持，而是集成了日本、歐洲、北美近
7、半個世紀(jì)在鈉硫電池上的技術(shù)積累，而且過去20年日本政府一直補貼其產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)在這個技術(shù)上還有很長的路要走。1.3.2鋰離子電池鋰離子電池的陰極材料為鋰金屬氧化物，具有高效率、高比能量的特點，并具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)及無公害等優(yōu)點。鋰離子電池在小型動力上的優(yōu)勢非常明顯，但在大規(guī)模儲能上還屬于非常前衛(wèi)的技術(shù)，大規(guī)模鋰離子電池組合對單電池的控制要求非常高，過充控制有特殊封裝要求，價格昂貴。其電池管理系統(tǒng)的成本和難度，
