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3.储能的主要功能,与电网需求的契合
引入储能技术是解决上述问题的主要途径,它可以提高发电厂输出功率的可控性,抑制功率波动,提高电能质量,从而使风力发电、光伏发电等系统成为广泛利用的电力供应系统。
储能技术应用于电力系统,可以改变电能生产、输送与消费必须同步完成的传统模式。目前,我国正在规划与大力发展坚强智能电网,全面覆盖发-输-变-配-用-调的六大环节与信息平台的建设。储能技术将是未来智能电网的重要组成部分,涉及其建设的各个主要环节。同时,储能技术在接纳风电、太阳能发电等间歇性新能源入网方面也发挥着不可或缺的重要作用。发展储能技术的重要意义还包括削峰填谷、调节节约能源、提高电力电网系统效率延迟建设投资、保证电力电网系统安全等方面。
4.储能方法及在智能电网各阶段作用
1)发电系统:能量控制管理,峰荷运行,新能源发电并网支持,提高电站稳定可靠性,电站系统黑启动,延缓新建电站投资等。
2)输配电系统:保证电能质量,提高电网稳定可靠性,最大限度利用现有电网以延迟投资建设,缓解电网高峰阻塞等。
3)辅助服务:调节控制频率,节约剩余电能,提供可靠的备用电能等。
4)电力用户端:提高电力系统效率,不间断电源供应,用电电压支撑支持,分时电价管理等。
除了大电网上的应用,在新能源接入和分布式能源、微网端,储能系统是不可替代的,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。
电动汽车与智能电网相结合的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。
轨道交通由于长期处于启停切换的状态,电网波动很大,采用储能装置可以有效缓解电网的持续波动,而轨道交通的连续性和可控性使得储能的工作条件可控高效,只是对短时间内能量的消纳和释放能力要求较高。
另外随着电动汽车产业逐渐成熟,退役动力电池的处置问题也将成为不远的未来一个重要课题。目前来看,采用梯次利用方式进行动力电池的储能转化是一个可行的方法。一方面解决了动力电池的处理和储能电池来源问题,同时提高了能源的综合利用率,在成本上也可能进行部分节约。
国内外现状
1.储能技术与大规模电力电网系统
基于我国能源分布的特点,当前我国国家电网的建设目标为“西电东送、南北互供、全国联网”。储能技术在大规模电力系统中的应用需要根据不同地区的实际情况而定。大规模电力系统需要较多地利用大规模储能技术以达到储能大容量/功率的要求。从整体上看,大部分大规模储能技术仍处于产业化初级阶段,整体成本还比较高,需要更长时间的运行验证,因此现阶段更多的示范验证工程是有必要进行的。
根据美国能源部信息中心的项目库不完全统计,近10年来,由美国、日本、欧盟、韩国、智利、澳大利亚及我国等实施的MW级及以上规模的储能示范工程达180余项,其中,电化学储能示范数量近百项,非电化学储能形式的示范数量超过80项,储能技术涉及飞轮储能、全钒液流电池、(新型)铅酸电池、钠硫电池等多种形式。从地域分布上看,美国在储能装机规模和示范项目数量上都处于领先地位,项目数量占全球总项目数量的44%,主要为电化学储能项目;西班牙次之,项目数占14%,主要为太阳能热发电熔融盐储能项目;日本占8%,主要为电化学储能项目;我国占8%,全部为电化学储能。从储能类型上看,MW级规模储能示范项目中电化学储能项目数占比为53%,相变储能占比34%,飞轮占比6%,其他类型涉及压缩空气、电磁储能和氢储能等。其中,在电化学储能示范项目数量中,锂离子电池所占比重最高,达48%;其次为钠硫电池和铅酸电池,分别占比18%和11%。
延伸阅读: 【分析】国外智能电网的发展模式
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