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摘要:储能技术是智能电网的重要环节,是智能电网关键支撑技术之一。可再生能源发电和电动汽车的快速发展,给储能产业带来了新的发展机遇。介绍抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能、超级电容器储能、钠硫电池、全钒液流电池和锂离子电池的原理、特点和应用。对它们的储能技术进行比较。我国储能产业发展前景是:抽水蓄能电站进入高峰期,动力电池市场不断扩大,应用于电网的储能技术快速发展和开发大容量电池等。
可再生能源发电和电动汽车的快速发展,给储能产业带来了新的发展机遇。未来能源的焦点在能效、可再生能源、储能和可插入电动汽车。智能电网是新能源经济的实施者。智能电网被定义为广义的优化能源链的解决方案,是未来可支撑能源的基础。
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现在,新能源发电规模迅速扩大,新能源汽车推广使用,智能电网建设快速升温,与之相关的储能技术与装备的发展前景被一致看好。
施祖铭 (上海电气输配电集团,200050)
1储能技术是智能电网的重要环节,是智能电网关键支撑技术之一
1.1大幅提高电网有效利用可再生能源的能力
据世界风能协会统计,2010年底全球风电总装机容量达到了1.9663亿kW;我国2010年累计风电装机容量4473.3万kW,预计到2020年风电装机达1.5亿kW。2010年底,全球光伏发电装机累计达4000万kW;我国2010年光伏发电累计装机容量80万kW,预计到2020年光伏发电装机容量超过2000万kW。
大量可再生能源应用(包括分布式电源和集中式电源),特别是风力发电和太阳能光伏发电都具有随机性、间歇性和波动性,大规模接入将给电网调峰、运行控制和供电质量等带来巨大挑战。储能技术能够有效提升电网接纳清洁能源的能力,解决大规模清洁能源接入带来的电网安全稳定问题。
1.2推进电动汽车的规模化应用,有利于节能减排,实现用户侧调节电力需求
电动汽车兴起,形成动力储能电池的巨大市场。电动汽车和广泛分布的电动汽车充电站间的双向电力交换——Vehicleto Grid(车辆到电网,简称V2G)技术,将成为未来智能电网重要的负荷特性。电动汽车储能电池既吸纳大量电能,又可为电网提供总量巨大的储能能力,实现电能在智能电网和电动汽车间的双向互动。理想中的V2G平台是在非高峰时段充电,在高峰时段放电(售电),为电网的峰谷负荷调节、旋转备用、电能质量改善和稳定控制提供能量需求。
1.3储能技术的应用有利于优化系统的能量管理,提高系统效率和设备利用率
电力系统的负荷存在白天高峰和深夜低谷的周期性变化,负荷峰谷差可达最大发电出力的30%~40%,且近年来有增大的趋势。这种峰谷差给发电和电力调度造成一定的困难。目前的电力供应紧张状况大部分出现在夏季负荷高峰期。如果电力系统能够大规模地储存电能,即在晚间负荷低谷时段将电能储存起来,白天负荷高峰时段再将其释放出来,就能在一定程度上缓解缺电状况,减小负荷峰谷差,提高系统效率和输配电设备的利用率,延缓新的发电机组和输电线建设。
1.4储能有利于增加系统备用容量,提高电网安全稳定性和电能质量,实现用能经济性,提高综合效益
在电力系统发生扰动、电压暂降与短时中断、短路等事故时,储能装置能瞬时吸收或释放能量,使系统中的调节装置有时间进行调整,避免系统失稳,保证优质供电。在系统因故障而停电时,储能装置又可以起到大型不间断电源(UPS)的作用,避免突然停电带来的损失,提高综合经济效益。
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