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【储能技术在电力系统中的应用】

储能技术已被视为电网运行过程中 “ 采 – 发 – 输 – 配 –用 – 储 ” 六大环节中的重要组成部分。系统中引入储能环节后，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备、降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。随着我国电网大区域互联电网的形成，以及可再生能源发电比例的快速增长，大规模储能系统对确保大电网安全性和可靠性、加强区域电网峰谷负荷调节能力、提高输变电能力、改善电能质量等方面有着重要的作用。该文论述了大规模电力储能技术及其研发和应用状况，并着重介绍了兆瓦级大规模电力储能技术的研发状况和应用实例，并基于我国能源布局、电力系统特点和中长期发展战略，从需求、技术和经济角度出发综合分析和探讨了我国电力储能技术发展的方向和研发重点。

论文对大规模电力储能技术的研发和应用具有较好的指导作用。具有高度的前瞻性和先进性，学术水平较高，对于相关领域研究工作的开展具有重要的指导作用。

目的

储能已被视为电网运行环节中的重要组成部分。各类型储能在技术特性和经济性方面有着明显区别，在电力系统中也有着不同的应用方向。随着我国电网大区域互联电网的形成，以及可再生能源发电比例的快速增长，大规模储能系统对确保大电网安全性和可靠性、加强区域电网峰谷负荷调节能力、提高输变电能力、改善电能质量等方面有着重要的作用。本文对各类储能技术的发展现状和趋势进行探讨。

方法

分别介绍了抽水蓄能电站、压缩空气储能电站、飞轮储能、超导磁储能、超级电容储能及电池储能的基本原理及其技术特点，包括效率、功率密度、能量密度等技术特征。陈述了各类型储能产业化情况和技术发展方向，指出各类型储能在电力系统的应用方向。根据各类型储能在国内外的应用情况，介绍了典型示范工程的基本参数、技术特点和功用。分析了我国电力系统的特点和需求，提出我国电力储能技术的发展方向和研究重点。

结果

抽水蓄能电站是电力系统应用最广泛的一种储能技术，用于电力系统峰谷调节、频率控制、提供备用容量等。抽水蓄能技术趋向变速调节、无人化管理和集中监控方向发展。压缩空气储能(CAES)已有商业化示范电站，用于系统调峰、备用电源等场合。随着分布式电源的应用，8～12MW微型压缩空气蓄能系统(micro-CAES)得到关注。多家公司开发了飞轮储能系统系列产品，用于电能质量控制、系统调峰等。磁悬浮轴承、飞轮大型化、高速化以及高轴载荷密度是飞轮储能技术的发展趋势。超导磁储能(SMES)已在一些国家得到初步应用，在提高系统稳定性和功率输送能力、提高电能质量等方面发挥作用。高温超导涂层导体研发、高场磁体绕组力学支撑、与柔性输电技术结合、投资和运行成本的进一步降低是SMES需要重点解决的问题。超级电容器已经历三代产品发展，多用于短时间、大功率的应用场合，如电压支撑等，第四代产品正在开发中。电池储能中，铅酸电池、镍镉电池由于容量衰减、环境污染等问题受到限制。液流电池和钠硫电池以高能量密度、高循环寿命等优势具有广范应用前景，已有多项示范工程并实现了商业化运作，可在平滑负荷、备用电源、系统调峰等方面发挥作用。

我国电力资源和负荷分布不均的现状使长距离输电和大电网互联成为必要，已形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的格局。我国电力系统具有以下需求：

(1)确保大电网的安全性和可靠性；

(2)加强区域电网峰谷负荷的自调节性；

(3)提高输变电能力，解决跨区域供需矛盾；

(4)提高供电可靠性，改善用户电能质量;

(5)满足大规模可再生能源发电接入的需要。

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