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“全球都在寻找寿命更长,功率更大,配置和建设更加灵活的新型电网级别的储能技术,最新发展起来的储能技术包括锂离子电池、飞轮储能、超级电容、纳硫电池、钒液流电池,这些储能技术在使用寿命和容量的规模化、运行可靠性、系统制造成本等已经获得了突破,具备了应用的基础条件”,国家发改委能源所刘坚表示。
尽管如此,大规模的电网级别的储能应用,目前还存在经济性上的瓶颈,无法完全实现商业化应用。大规模的电网级别的储能应用,目前提及较多的是调峰和调频两种市场需求。
什么是调峰?由于电力系统中的用电负荷随着生产和生活的周期性规律发生变化,为了维持中长时间尺度,例如一小时或早中晚的有功功率平衡,需要发电部门相应安排发电机的出力以适应用电负荷的变化,这就叫做调峰。
可再生能源的大规模使用,令电力调峰问题变得突出。以风电为例,在中国的三北地区,风能夜里大、白天小,与电力的负荷趋势刚好相反,出现了反调峰现象,对电网产生了更高调峰的需求。目前很多地方会采用弃风或者压低火电负荷的方式,但这会造成不同程度的系统整体发电效率的损失。此外,抽水蓄能储能技术是较为有效的调峰手段,但是其建设成本高,环境影响大,地质条件高。
目前,已经有专注于调峰需求的储能示范项目。在中国的张北地区,正在进行风光储的调峰储能试验。目前,该项目规划建设风力发电规模400兆瓦、光伏发电60兆瓦,包含化学储能发电50兆瓦。但是此类项目的经济性并不乐观,按照目前一些专家的测算,建设一个储能系统来解决风电的调峰需求,尚不如弃风更为经济。
而调频服务,简言之,是维护电网运行安全性的一项服务,电力的频率是由系统总的发电功率和用电功率决定,由于用电侧的功率时常处于波动状态,如果总的用电超过或者低于额定功率的一定范围,那么就会对电网运行带来安全事故隐患。因此,电力系统需要实时持续监测电网频率变化,并通过调节电网中的各类可控发电设备保持电力系统供需的平衡,以保持电网频率的稳定。
目前,中国各地区电源结构差异较大,区域电网呈现的调频能力和效率不尽相同,“电网调度希望调频电源能够快速精确地响应调度下发的出力指令。通常来讲,比较常规发电设备的调频效果,水电和燃气机组较好,火电相对较差。并且大型火电机组长期提供调频服务会造成机组磨损、能源利用效率下降及故障率升高等问题。” 王澍表示“在北方的各大区域电网中,火电机组为主要的调频电源,优质调频资源较为稀缺。南方地区水电较为丰富,调频手段更为多样化”。
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