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2.储能技术与可再生新能源发电并网
可再生新能源发电产业正在经历快速发展。英国计划到2020年约30%电力生产来自于新能源发电产业;以我国风电为例,预计到2020年风电装机容量将超过发电总装机容量的10%。但是,间歇性新能源发电仍存在重要技术瓶颈——发电不稳定性和并网技术问题。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。储能技术选择需考虑额定功率和容量、响应时间、安全稳定性、技术成熟度、经济成本等。从应用的角度,在电能质量保证方面,飞轮、超级电容器、部分蓄电池(如钠硫和液流)、超导磁储能系统能够使发电厂输出功率平滑,确保电网电能稳定;在电能能量管理方面,随着新能源装机容量的提升,储能系统的容量需要相应提高,新型压缩空气、热能储存、部分蓄电池(如铅酸和液流)系统具有潜在的调峰功能,可以适合风电、太阳能发电等的大规模储存。在世界范围内已建成一些示范性工程,如加拿大VRBPowerSystemsInc.在美国、德国等地的风光储能发电并网工程。2005年,美国California州建造了与风力发电机组相整合的450kW超级电容器,用以保证机组向电网输送功率的稳定性。我国在这个领域也在加快部署,例如正在运行中的国网张北项目(20MW)是目前全球最大的风光储输工程,张北风光储输工程二期已于2013年6月开始建设,其中包括化学储能装置50MW;南网储能示范项目(10MW),深圳宝清电池储能站(4MW×4h);此外,全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统在2013年2月并网,经过严格考核,已全面投入运行,此技术可有效推进我国可再生能源的普及应用。
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。
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