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2.3储能技术与分布式发电及微电网系统
分布式发电及微电网系统具有鲜明的特点:能独立运转或者并网,接近电力消费终端,容量相对较小(kW级别到几十MW级别)等。针对其特点,储能单元被认为是此类系统的必备部件。储能单元可起到抑制系统和输出功率的扰动、用于短时过渡供电、调峰填谷、保持电压频率稳定、提供可靠备用电源、提高系统并网运行可靠性和灵活性等作用。目前已有一些建成的储能示范工程应用于分布式发电与微电网系统,如美国ZBB公司商业建筑储能系统、西藏日喀则拉孜风光互补离网项目、陕西世园会充电及风光储微网项目。2013年,欧洲最大的储能电池设备在英国南部贝德福德郡的莱顿巴扎德启动,预计在2016年开始投入运营,建成后的容量为6兆瓦,将使用锰酸锂技术存储电能,并在用电高峰期供能,以满足电网需求。2015年4月30日20时,电动车制造商特斯拉推出家庭储能“Powerwall”电池组,这一整套设备可以和当地电网集成,以处理过剩的电力,实现转移负荷、电力备份以及太阳能发电自给。日本大和房建工业于2011年10月推出了具有蓄电池系统控制功能的智能住宅。从储能运用的角度出发,为了达到短时供电、调峰填谷和备用电源的目的,储能单元系统须具备大容量能量/功率的能力。
2.4储能技术与电动汽车
电动汽车与智能电网相结合的V2G技术是一种新近发展中的技术。由于电动汽车较长时间地处于停止状态,车载电池作为储能单元,与电网的能量管理系统建立通信,从而达到电动汽车与智能电网能量转换互补的目的。利用V2G技术,使电动汽车具有潜在地参与较小规模电力电网系统调峰调频、电能质量保证和备用电源等应用。电动汽车蓄电池(如铅酸、锂电池等)甚至超级电容器都有可能作为V2G系统的储能单元。如日本NEC、美国Maxwell等公司在电动汽车、轨道交通系统等领域中就运用了超级电容技术。日本式智能电网政府实现目标:电动汽车/插电式混合动力占新车的百分比从0.4%上升到2020年的20%,通过V2H技术,EV/PHV提供大容量储能电池,也可以用于电力峰值转移或应急电源,来提高电力汽车/插电式混合动力汽车储能电池的应用。在Keihanna,实时监测100辆电动汽车充电量的系统及应用车载监控的需求响应来抑制充电量的系统验证正在进行。
2.5储能技术在智能电网应用中所面临的挑战和机遇
储能作为一项高科技含量高工程要求的新兴技术,还面临着重大的挑战:
(1)技术挑战。大部分储能技术成熟度还有待提高,特别是关键材料、核心技术。另外储能在电力电网系统应用时间较短,而电网对于安全可靠性要求很高,储能设备产品的定型周期需要长时间的验证;
(2)经济挑战。与关键技术、能源效率以及应用场合密切联系的投资和维护成本将成为各种储能技术选择发展的关键考量;
(3)政策挑战。虽然各国都制订了发展储能技术的战略,但在如何管理储能系统和如何对于储能技术的研发给予支持仍然需要政策细化。
同时,我们也看到,去年中国储能项目装机增长已超过全球增速。截至2013年底,除抽水蓄能、压缩空气储能及储热外,全球储能项目总装机容量达73.6万kW,较2012年增长了12%。而中国储能产业发展速度则相对更快。截至2013年底,中国已运行的储能项目装机规模达5.15万kW,较2012年增长了39%。快速增长涉及可再生能源并网、分布式发电及微网、电动汽车等多个方面。
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