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能源互联网背景下的电力储能技术展望 刘一思

能源互联网背景下的电力储能技术展望   刘一思
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能源互联网背景下的电力储能技术展望刘一思

发表时间:2018-06-19T16:50:13.807Z 来源:《基层建设》2018年第12期作者:刘一思[导读] 摘要:电能存储技术是实现需求侧能量高效管理、有效提高可再生能源入网的关键技术,被认为是智能电网关键要素之一,其在电力系统中的应用涉及到“采、发、输、配、用、储”各个环节。

国核电力规划设计研究院北京市海淀区 100095 摘要:电能存储技术是实现需求侧能量高效管理、有效提高可再生能源入网的关键技术,被认为是智能电网关键要素之一,其在电力系统中的应用涉及到“采、发、输、配、用、储”各个环节。大规模新能源发电和众多分布式可再生能源接入电网给电力系统运行与规划带来了新的问题和挑战。储能是电力系统实现高比例新能源发电消纳不可或缺的资源。在能源互联网中,燃料网、热力网、交通网、电力网几

大重要网络的联合运行、互通互补将成为趋势。储能技术还可以在能源信息、应用运营层中起到举足轻重的作用,对于应用层各种能源业态的开展具有核心的支持作用。

关键词:能源互联网;电力储能;储能技术引言

随着应用领域的扩展,储能技术已被视为电力系统的又一重要组成部分。近年来风电、太阳能发电等新能源技术的迅速发展带动了储能技术的研究,智能电网建设对于电能质量和供电稳定性的更高要求也将依托于储能技术的发展来实现。随着智能电网的进一步建设、间歇性可再生能源人网需求的扩大,储能技术的研究和发展有待进步。 1能源互联网中储能技术现状能源互联网中存在大规模可再生能源发电送出和消纳、局域多能源系统灵活高效和经济运行、能源市场自由交易等应用需求,为储能技术提供了发展机遇。电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储,按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和热能储能四大传统类型。其中一些储能技术可实现大规模的能量存储,在广域能源的调配中发挥重要作用,一些储能技术灵活高效并与用户需求紧密结合,是局域多能源系统中的必要元件。

1.1物理储能

物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等形式。

1.1.1抽水蓄能是目前电力系统中应用最为广泛、循环寿命周期最长、容量最大的一种储能技术,通过水泵将下水库的水抽送到上水库存储电能,通过上水库水流冲击水轮机组发电释放能量。水蓄能电站技术成熟可靠,单位容量成本相对较低,在各国电力系统中不仅发挥了削峰填谷、黑启动、调频调相等作用,还能够优化电源结构、有效提高电网消纳新能源发电的能力。

1.1.2压缩空气储能电站在充电时用电力压缩空气并将其储藏在高压密封设施内,放电时释放高压气体驱动燃气轮机发电。但其能量密度较低,并受岩层等地形条件的限制。近几年,研究人员进一步优化热力循环,改变介质及其状态,开发出先进绝热压缩空气储能系统、液态空气储能系统、超临界压缩空气储能等多种新型的压缩空气储能系统。这些新系统具有储能规模大、效率高、不需要大的储存装置等优点,可用于消纳新能源、削峰填谷、频率调节等。

1.1.3飞轮储能系统由一个圆柱形旋转质量块和通过磁悬浮轴承组成的支撑机构组成。飞轮充电时运行于电动机状态,发电时运行于发电机状态。飞轮储能的突出优点在于运行维护需求小、设备寿命长、环境友好,适用于高功率、短时间的场合。其缺点主要在于受材料性能制约,单个飞轮的容量难以做大。

1.2电磁储能

电磁储能系统包括超导磁储能和超级电容器等。

1.2.1超导磁储能单元的能源来自于超导线圈中电流产生的磁场。存储的能量能够近乎瞬时地通过功率变换系统释放至电力系统,并且可以根据电力系统的需要对储能线圈进行充放电。超导磁储能具有快速响应特性、极高的储能效率、极长的循环寿命和较大的功率等显著优点,适用于暂态稳定控制和电能质量提升等场景。

1.2.2超级电容器采用多孔的碳或其他表面积很大的材料做电极,正负极板距离极小,可提高容量达2个数量级。其与常规电容器相比具有更高的介电常数、更大的表面积或者更高的耐压能力。

1.3储热

储热技术大体可分为显热储能、潜热储能和化学储热3类。显热储能通过提高介质的温度实现热存储。潜热储能,即相变储能,利用材料相变时吸收或放出热量,目前以固—液相变为主。与显热储能相比,相变储能具有较稳定的温度以及较大的能量密度。化学储热利用可逆化学反应储存热能,可实现宽温域梯级储热,能量密度可达显热和潜热储能的10倍以上。化学储热技术要求储热介质具备可逆的化学反应,储热材料选择难度大。目前储热技术仍以显热和潜热储能为主。

1.4氢储能

氢气是一种蓄能密度很高的物质,具有热值高、环保、无碳排放等优点,是优质的二次能源。电解水制氢是一种成熟的制氢方法,其优点在于制氢纯度高,缺点在于成本很高,但是对于可再生能源丰富的地区,电解水不仅可以制得廉价的氢气,还可以实现资源的再生利用,因此利用新能源电解水制氢被认为是最有前景的技术之一。

1.5电化学储能

电化学储能安装灵活、响应速度快,在为电网提供功率服务和能量服务中都可起到重要作用。其在抑制新能源发电快速波动、电网调频、微电网能量管理和稳定性支撑、分布式电源接入等方面具有显著的技术优势。 2储能技术在能源互联网下的应用作为能源互联网的重要元素之一,储能系统能够实现多种能源的融合运转。物理储能、电磁储能和电化学储能本质上均为电力储能,即电能在富余时转化为其他形式的能量,在需要时再转化为电能。而热能储能和制气储能则是“跨系统”的储能形式,热能和氢气、天然气等能源尽管也可以转化为电能,但是更多地直接满足热负荷和化工负荷。因此,物理储能、电磁储能和电化学储能一般仅用于电力系统,而热能储能和制气储能可实现不同能源系统的互联。 3总结与展望

《新能源技术与应用》第1章

第1章绪论 1.1 能源的概念与分类 1.1.1 能源的概念 能源(Energy source)是人类生存和社会发展的主要物质基础之一,人类对能源的开发和应用,推动了工业社会和现代文明的发展。 无论我们打开电视欣赏节目,还是打开灯光照明;无论是乘坐火车、飞机旅行,还是驾车、乘公交上下班;无论用空调、冰箱制冷,还是用燃气、煤炭燃烧制热;从大型工业设备运行,到小型手机充电;花草果蔬沐浴阳光,人造卫星升入太空;一句话,人类的活动离不开能源。 能源的定义有许多种。《大英百科全书》讲:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。我国的《能源百科全书》定义:“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源”。 能源包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、风能、太阳能、核能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源。 1.1.2 能源的分类 可以从不同的角度来分类能源。 1. 按属性分类 (1)可再生能源:可重复产生的一次能源称为可再生能源,它们不会因为长期使用而减少,可以循环再生。如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。 (2)非可再生能源:经过亿万年形成,短期内无法恢复补充,称为非可再生能源。如:煤、石油、天然气、核能。 2. 按开发程度分类 (1)常规能源:是长期以来人类广泛生产和利用的传统能源。如:煤炭、石油、天然气、水能、生物能等。 (2)新能源:近年来才被人们重视,还没有大量使用,需要采用新技术开发,具有发展前途的能源称为新能源。如:太阳能、地热能、核能、海洋能、风能等。

中国能源现状与展望

中国能源现状与展望 从类别上来讲,能源分成常规能源与新能源。已能大规模生产和广泛利 用的一次能源。又称传统能源。如煤炭、石油、天然气、水,是促进社会进步 和文明的主要能源。在讨论能源问题时,主要指的是常规能源。新能源是在新 技术基础上系统地开发利用的能源,如太阳能、风能、海洋能、地热能等。常 规能源与新能源的划分是相对的。以核裂变能为例,20世纪50年代初开始把 它用来生产电力和作为动力使用时,被认为是一种新能源。到80年代世界上不 少国家已把它列为常规能源。太阳能和风能被利用的历史比核裂变能要早许多 世纪,由于还需要通过系统研究和开发才能提高利用效率,扩大使用范围,所以 还是把它们列入新能源,常规能源的储藏是有限的. 2016 年全部类型发电中,火电、水电、风电、核电占比分别为 74。4%、17.8%、4.1%、3.6%。火电同比增速由 2011 年 13。9%下降至 2016 年 2。6%,同比增速放缓。水电受天气因素影响波动较大。2012、2014 年来水较好,水 电发电量同比增长超过 20%。2015、2016 年来水较少,水电发电量同比分别 同降 6.4%、同增 5.6%.2016 年风电、核电同比增速分别为 30.1%、24。4%且近几年都保持两位数增长.由于国家鼓励清洁能源、限制火电发展,因此在四种发电类型中火电增速最为缓慢,火电在总发电量中占比呈下降趋势。 煤炭一直作为我们的主要利用资源,与生活息息相关,而丰富的煤炭资 源也正好提供了我们的开发利用,所以我们直到现在,无论多少新型能源的开发,也离不开煤炭对我们的帮助,在今后相当长的一段时间内,科学技术的飞速 发展,煤炭仍旧是人类生产生活中的必不可少的能源。 中国煤炭资源丰富,除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。在中国北方的大兴安岭—太行山、贺兰山之间的地区,地理范围包括煤炭资源 量大于1000亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南6省区的全部或大部,是中国煤炭资源集中分布的地区,其资源量占全国煤炭资源量的50% 左右,占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。在中国南方,煤炭资源量主要 集中于贵州、云南、四川三省,这三省煤炭资源量之和为3525.74亿吨,占中国南方煤炭资源量的91。47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的90%以上.我国煤炭从储量相当丰富,仅次于俄罗斯、美国,所以在能源结构中以煤为主将持续很长一段时间。 中国也蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,我国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家 和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项:太阳能光 伏发电系统和太阳能热水系统.不过光伏发电占中国发电量的占比并不高。 水力发电始终是中国的强项,其占总发电比也比较高。三峡大坝,葛洲 坝我想无人不知。在水电的开发,设备,施工方面,中国与其他国家相比起步并 不算早,但巨大的开发市场与倾向性较强的招标模式,使得中国与水电相关的 企业短短几十年的时间内积累了大量宝贵的经验.在全世界前十五大水电站中,中国占了七个,前十大水电站中占了四个,如果算上即将开工投产的乌东德和

储能技术与能源互联网

储能技术在能源互联网中的应用

能源互联网是一种在现有配电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术,融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置,能够实现能量和信息流动的新型高效电网结构。它是以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络,通过智能能量管理系统实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入。 可再生能源是能源互联网的主要能量供应来源。可再生能源发电具有间歇性、波动性, 其大规模接人对电网的稳定性产生冲击, 从而促使传统的能源网络转型为能源互联网。能源互联网关注如何将分布式发电装置、储能装置和负载组成的微型能源网络互联起来, 而传统电网更关注如何将这些要素“接进来”。储能装置是能源互联网系统中重要的组成部分, 已被视为电网运行过程中“采一发一输一配一用一储”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。储能技术的应用必将在传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。 储能装置是能源互联网系统中重要的组成部分,其主要作用在3 个方面。(1)改善电能质量,维持系统稳定。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径,同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。可靠的分布式发电单元与储能装置的结合是解决诸如电压跌落、涌流和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效手段之一。(2)在分布式发电装置不能正常工作时向用户提供电力。在一些特殊情况下,如太阳能发电的夜间,风力发电无风时,储能装置能够起到过渡的作用,持续向用户供电。(3)提高分布式发电单元拥有者的经济效益。在电力市场的环境下,分布式发电单元与电网并网运行,有了足够的储存电力,分布式发电单元成为可调度的机组单元,发电单元拥有者可以根据不同情况向电力公司卖电,提供调峰和紧急功率支持等服务,获取最大的经济效益。 先进储能技术包括压缩空气储能、飞轮储能、电池储能、超导储能、超级电容器储能、冰蓄冷热、氢存储、P2G 等储能技术;从物理形态上讲,包括可用于大电网调峰、调频辅助服务的储能装备,也包括用于家庭、楼宇、园区级的

储能电站技术方案设计

储能电站总体技术方案

2011-12-20 目录 1.概述 (2) 2.设计标准 (3) 3.储能电站(配合光伏并网发电)方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (7) 3.3储能子系统 (7) 3.3.1储能电池组 (7) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (8) 3.4并网控制子系统 (11) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (13) 4.储能电站(系统)整体发展前景 (15)

1.概述 大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史,早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用,国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统,提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始,日本在Hokkaido 30.6MW风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池(VRB)储能系统,用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中,用于潮流和电压控制,有功和无功控制。 总体来说,储能电站(系统)在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如:削峰填谷,改善电网运行曲线,通俗一点解释,储能电站就像一个储电银行,可以把用电低谷期富余的电储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线损,增加线路和设备使用寿命;优化系统电源布局,改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在:科学安全,建设周期短;绿色环保,促进环境友好;集约用地,减少资源消耗等方面。

汽车新能源技术应用与发展毕业论文

汽车新能源技术应用与发展毕业论文 目录 第1章研究汽车新能源技术的目的与意义 (1) §1.1研究的目的 (1) §1.2研究意义 (1) 第2章国外汽车新能源技术研究现状 (2) §2.1国外的相关研究 (2) §2.1.1政府高度重视汽车新能源的开发利用 (2) §2.1.2政府推动电动汽车研发和推广 (2) §2.2国的相关研究 (3) §2.2.1政府大力支持新能源汽车产业 (3) §2.2.2国新能源汽车取得重大发展 (3) 第3章汽车新能源的类型 (5) §3.1纯电动汽车 (5) §3.1.1纯电动汽车的类型 (5) §3.1.2纯电动汽车的结构原理 (6) §3.2混合动力电动汽车 (6) §3.2.1混合动力电动汽车的结构类型 (6) §3.2.2不同类型的混合动力电动汽车的比较 (8) §3.3燃料电池电动汽车 (9) §3.3.1 燃料电池电动汽车的类型 (9) §3.3.2燃料电池电动汽车的结构原理 (10) §3.4气体燃料汽车 (11) §3.4.1天然气汽车 (11) §3.4.2液化石油气汽车 (11) §3.5生物燃料汽车 (12) §3.5.1甲醇燃料汽车 (12) §3.5.2乙醇燃料汽车 (12)

§3.5.3二甲醚燃料汽车 (12) §3.6氢燃料汽车 (12) §3.7太阳能汽车 (13) 第4章汽车新能源的主要比较与发展 (14) §4.1各种新能源汽车技术的特点分析与展望 (14) §4.1.1纯电动汽车 (14) §4.1.2混合动力电动汽车 (14) §4.1.3燃料电池电动汽车 (15) §4.1.4 气体燃料汽车 (15) §4.1.5生物燃料汽车 (16) §4.1.6氢燃料汽车 (16) §4.1.7太阳能汽车 (16) §4.2能量转换效率的比较 (17) §4.3减少耗油量的比较 (17) §4.4减少碳排放的比较 (18) §4.5各种能源方案优缺点中和分析 (18) §4.6电动汽车的应用缺陷和瓶颈 (19) 第5章电动汽车应用的解决方式 (20) §5.1整车充电模式 (20) §5.1.1常规充电 (20) §5.1.2快速充电 (20) §5.2更换电池模式 (21) §5.2.1电池租赁 (21) §5.2.2电池的快速更换 (21) §5.2.3电池的维护 (21) 第6章未来电动汽车充电技术的发展方向 (23) §6.1整车充电中的慢速充电方式可以充分利用 (23) §6.2换电池模式属于能源新物流模式 (23) §6.3无线快速充电将成为最理想充电方式 (23) §6.4快速充电大量发展将带来电网谐波污染 (23) 结论 (24)

储能电站技术方案

储能电站总体技术方案 页脚内容1

2011-12-20 目录 1.概述 (3) 2.设计标准 (4) 3.储能电站(配合光伏并网发电)方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (8) 3.3储能子系统 (8) 3.3.1储能电池组 (8) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (11) 3.4并网控制子系统 (15) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (17) 4.储能电站(系统)整体发展前景 (19) 页脚内容2

1.概述 大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史,早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用,国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统,提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始,日本在Hokkaido 30.6MW风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池(VRB)储能系统,用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中,用于潮流和电压控制,有功和无功控制。 总体来说,储能电站(系统)在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如:削峰填谷,改善电网运行曲线,通俗一点解释,储能电站就像一个储电银行,可以把用电低谷期富余的电储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线损,增加线路和设备使用寿命;优化系统电源布局,改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在:科学安全,建设周期短;绿色环保,促进环境友好;集约用地,减少资源消耗等方面。 页脚内容3

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势 目录 第一章新能源储能系统相关论述 (1) 新能源相关论述 (1) 新能源定义 (1) 新能源分类 (1) 储能技术相关论述 (1) 储能技术的定义 (1) 储能技术的分类 (1) 第二章国内外新能源储能系统的发展动态分析 (2) 日本新能源储能系统的发展动态分析 (2) 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 (2) 新能源储能系统的未来发展趋势 (3) 新能源储能系统在实际中的应用 (3) 美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 (4) 政策与投资力度 (4) 储能技术的经济性瓶颈 (5) 我国新能源储能系统的现状 (5) 储能是构建智能电网的关键环节 (6) 商业模式不成熟制约储能发展 (6) 第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 (8) 新能源储能系统的实际应用 (8) 创能、节能与储能的完美搭配 (9) 国内新能源储能技术瓶颈解析 (10) 新能源科技发展的核心—储能技术 (10) 新能源无"仓库储能"的尴尬 (10) 储能技术的突破效应 (11) "不能等肚子饿了才去种麦子" (12) 第四章新能源储能系统的发展趋势 (13) 日本新能源储能系统的发展趋势 (13) 储能电池的发展趋势 (13) 我国新能源储能系统的发展趋势 (13) 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 (13) 新能源并网储能市场发展前景预测分析 (14)

第一章新能源储能系统相关论述 新能源相关论述 新能源定义 新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。 新能源分类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 储能技术相关论述 储能技术的定义 储能技术是将电力转化成其他形式的能量储存起来,并在需要的时候以电的形式释放。 储能技术的分类 目前全球储能技术主要有物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)三大类。目前技术进步最快的是化学储能,其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破,产业化应用的条件日趋成熟。

新能源发展展望

新能源发展展望 赵新一 (中国国电集团公司,北京 100034) 0 前言 新能源是指传统能源之外的各种能源形式,又称非常规能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等。一般来讲,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都是常规能源,而太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等为新能源。相对于常规能源而言,在不同历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当前,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能等。 新能源包括各种可再生能源和核能。相对于常规能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。 新能源在第一次石油危机发生后就开始受到重视,不过,其快速发展还是这一两年的事情,主要是能源安全和环境保护推动的。新能源技术被广泛认为是继蒸汽机化、电气化、信息化之后改变全球发展的第四次技术革命。 1 新能源发展动因 工业革命以来,全球能源消费不断增加。1971~2006年,全球GDP 年均增长率为3.1%,能源消费弹性系数为0.74,在35年里全球能源消费量增长了1.2倍。2007年全球能源消费量高达158亿吨标准煤,在2006年的基础上增长了2.4%。 1.1 全球能源安全危机 随着能源消费量的不断增加,全球能源消费结构也在经历不断变革,第一次工业革命时期煤炭替代传统生物质能木材;上世纪60年代石油替代煤炭;目前

2009.10 第? 10?期 是化石能源为主多种新能源互补。2007年全球能源消费结构中,石油占35.6%,天然气占25.6%,煤炭占28.6%,核能占5.6%,水力占6.4%。由此可见,全球能源消费结构当中90%左右仍然是不可再生的石油、天然气和煤炭。 据统计,全世界发电量80%以上同样来自不可再生能源,其中燃煤发电占40.8%,燃气发电占20.0%,燃油发电占5.8%,核电占14.7%,可再生能源发电当中除了水电占16.4%以外,太阳能发电、风电、生物质发电等总共还不到3%。 由于全球能源需求总量大、增长快,而且过分依赖于传统的化石能源,这给不可再生能源的勘探开采提出了严峻的挑战。虽然世界能源矿产已探明的储量巨大,石油已探明储量为1700亿吨,天然气探明储量为175万亿立方米,煤探明储量为9400亿吨,铀生产成本小于40美元/kg 的探明储量为2.8亿吨。但根据2005年的生产水平,石油、天然气、煤、铀分别只可以开采42年、65年、168年和68~115年。虽然探明储量仍然在增加,但消费量增长更快,国外多个预测表明,整个化石燃料平均开采峰值将在本世纪中叶到来。以目前对经济影响最大的石油为例,1990~2007年世界石油消费年增长率为2.6%,最近几年呈加速增长趋势,2000~2007年增长率达到4.2%。 世界能源矿产虽然在未来50年内不会出现枯竭,但是局部性能源短缺现象将不可避免,传统能源的价格必将节节攀升。人类能源结构在本世纪前半期必须进行重大变革,以保证能源安全供应。 1.2 全球环境加速恶化 化石能源释放的温室气体被认为是气候变暖的罪魁祸首。IEA 指出,全球与能源有关的CO 2排放量占全球温室气体排放的61%。工业革命以来,全球主要温室气体浓度不断增加,温室气体过量排放已经导致全球变暖,联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)的第四次评估报告指出,过去100年(1906~2005)地球表面的平均温度已经上升了0.74±0.18℃。 如果不采取有效应对措施,全球气候变化将使人类面临严峻的生存危机。根据IEA 的预测,如果在现有政策框架体系下不采取更为严厉的碳减排措施的话,全球与能源有关的二氧化碳排放量将从2006年的280亿吨增长到2030年的410亿吨,涨幅45%。到本世纪末,温室气体排放的增长将使这些气体在大气中的浓度增加一倍,这最终将导致全球的平均温度上升6℃。届时,农牧业、森林及其他自然生态系统、水资源、海岸带、社会经济及其他领域将会遭受极端冲击,人类生存面临严峻挑战。由此表明,当前全球面临着非常严峻的节能减排形势,控制温室气体排放将气候变化控制在合理范围内已迫在眉睫。当前,大部分发达国家在《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的全球气候变化政策体制下已经开始承受温室气体减排压力。2012年后的最新的全球气候变化政策将会在2009年的哥本哈根会议基础上建立。能源行业将是讨论的核心,特别是将温室气体浓度控制在什么目标,及如何达到这一目标。稳定温室气体排放浓度的长期目标将决定全球能源体系转型的步伐。 1. 我国面临的形势 改革开放30年来,我国经济高速发展,经济规模已跃居世界前列。2007年我国GDP 总量达到32508亿美元,占世界6.0%,对世界经济增长的贡献率达17.1%。不过,我国目前仍然处于工业化和城镇化阶段,工业仍然是我国经济增长的主要动力(工业产值约占GDP 的50%),高耗能产业在工业中所占的比重非常高,我国是全球最大的钢铁、水泥和氨制品等原材料商品的生产国和消费国。我国目前由高能耗而引发的能源以及环境问题已越来越突出。 我国一次能源消费总量2008年达到了28.5亿吨标准煤,位居全球第二。自1990年以来,我国消耗了全球50%以上的新增能源、70%以上的新增煤炭以及40%的新增石油。庞大的能源消费需求导致了能源供应的全面紧张,能源安全问题日益突出。 我国的能源消费结构很不合理,2008年煤炭消费量在一次能源消费中占了68.7%,远高于世界28.6%的水平;相对清洁的天然气只占了3.8%,远低于世界25.6%的水平;而更加清洁的水电、核电、风电消费量之和只占了8.9%,同样低于世界12%的水平。 因此,我国因为能源消费而导致的环境恶化问题更加严重。这主要体现在大气污染与温室气体排放两

新能源技术及其应用

新能源技术及其应用 摘要:能源是人类生存和发展的重要物质条件。煤炭、石油、天然气等化石能源支持了19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会发展,但煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗,不仅使人类面临资源枯竭的压力,同时更感到了环境问题的严重威胁。可再生能源丰富、清洁,可永续利用。加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。 关键词:可再生能源太阳能风能地热能海洋能生物质能核能 一、太阳能技术: 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为 3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。太阳能的转换和利用方式有:光-热转换、光-电转换和光-化学转换。 1)太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用,它可分低温(100-30

0℃):工业用热、制冷、空调、烹调等;高温(300℃以上):热发电、材料高温处理等。 2)太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多,如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化电池、化电池等。当前发展主要障碍是光电池成本高。 3)光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面,发生化学反应,在电解液内形成电流,并使水电离直接产生氢的电池。 二、风能: 风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。全国风力资源的总储量为每年16亿kw,在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒. 近期可开发的约为1.6亿kw,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列。风力发是技术关键是大型风力机的叶片设计、制造和安全性技术,二是优化运行控制方案与控制系统。

储能系统在太阳能光伏发电中的应用分析

储能系统在太阳能光伏发电中的应用分析 发表时间:2018-05-09T17:27:14.723Z 来源:《电力设备》2017年第36期作者:刘翠娜1 韩云海2 [导读] 摘要:尽管太阳能光伏发电已逐渐在我国乃至全球能源供应中起到重要作用,但其受环境、气候影响较大,电力输出存在间歇性和不稳定性。 (1协鑫电力设计研究有限公司 210009;2南京国电南自电网自动化有限公司 211106)摘要:尽管太阳能光伏发电已逐渐在我国乃至全球能源供应中起到重要作用,但其受环境、气候影响较大,电力输出存在间歇性和不稳定性。同时,由于电网调峰能力不足阻碍光伏电力并网,电力输送通道建设与电源建设不匹配造成光伏电力送出受限,以及当地工业基础薄弱影响光伏电力就地消纳等因素,导致大量光伏电能资源被浪费。鉴于此,本文主要分析储能系统在太阳能光伏发电中的应用。 关键词:储能系统;太阳能光伏发电;应用 1、光伏发电系统的概述 光伏发电是通过半导体界面的光伏效应而将光能转化为电能的一种技术。光伏发电系统中主要有太阳能电池板、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、汇流箱等部分组成,其内部主要部件为电子元器件构成。 光伏发电与传统的火力发电相比具有以下几个显著的优点:①来源具有无枯竭性,即太阳光取之不尽、用之不竭。②不受区域的限制,光伏发电具有一定的广泛性,即只要有太阳光的地方就可以进行光伏发电。③方便、快捷性,不需要通过燃烧煤炭等资源就可以进行发电。 光伏发电的不足之处有:①照射能源分布密度小,需要进行大面积的建设太阳能电池板。②受天气因素的影响较大,只能在晴朗的天气下才能进行发电。③光伏板的制造过程具有高污染、高能耗的特点。 2、光伏发电并网对电力系统的影响 2.1、对配网电压及其调整的影响 太阳光照强度不停发生变化,包括全年或全天中的规律改变和因天气产生的随机改变,直接造成了光伏系统出力的波动性和不可控性。光伏电源接入配网后将改变系统潮流,配网节点电压将随配网潮流的改变而变化,产生不同程度的电压偏差与波动。随着光伏电源占有比例的逐渐升高,可能出现大规模的光伏电源突增突减,难以保障系统供电质量,电压调整不能顺利进行,最终导致电压超标。此外,调压操作需要根据太阳辐射的变化而频繁进行,致使调压装置的寿命大大减少。 2.2、对配电网保护的影响 辐射型网络是我国传统的配电网络结构。光伏电源没有接入的情况下,传统配网是一个单电源的网络,系统出现故障时,故障电流的流动是单向的。光伏电源接入后,配电网由单电源网络变成了多电源网络,故障电流的分布、大小以及方向都会由此而出现改变。而传统配电网保护的配置依据仅为故障电流的大小,并不具有方向性,因此当光伏电源接入后,保护装置的动作会受到影响。 2.3、对电能质量的影响 并网逆变器作用非常重要,是光伏并网系统中不可或缺的一部分,它可以将光伏阵列发出的直流电转化为交流电后接入电网。但是由于逆变器中开关器件频繁的开断,导致在开关频率附近产生大量谐波分量,导致系统电压和电流波形发生畸变,影响严重。对于设计优良的小容量光伏逆变器,谐波污染一般能被控制而满足标准。 2.4、对调度运行的影响 由于光伏系统的出力受天气变化比较敏感,表现出不可控的随机性,限制了光伏系统输出的可调度性。因此,电网部门需要认真考虑电力调度的稳定性和可靠性,尤其在某个地区中光伏电源所占比例达到一定程度后。此外,在用电价格上光伏电源与常规电源也有所不同,因此对于含光伏电源的系统中,在保证电能质量与供电可靠性的前提下进行经济性调度也是一个颇受关注的问题。 3、储能技术在光伏并网发电系统中的应用 3.1、在电力调峰上的应用 电力调峰的目标是将在峰电时段大功率负荷的集中需求减少,进而减轻电网的负荷压力。在光伏并网发电系统中应用储能技术可以依靠实际的需求做出改变,在负荷低谷的时候把系统所发出的电能进行储存,在负荷高峰的时候将所储存的电能进行释放,这部分电能属于负荷供电,进而提升供电的可靠性,提升整体运行的稳定性。 3.2、在微电网的应用 未来输配电系统的一个重要发展趋势就是微电网并网,它对于电网系统运行的可靠性和稳定性具有很好的提升效果。在系统和微电网分离的时候,微电网的运行为孤岛模式,这时,微电网电源会对负荷的供电任务进行独立承担。由光伏电源构成的微电网,其储能系统将根据负载的情况自动调节,提升供电的稳定和安全。 3.3、在电网电能质量控制上的应用 在电网电能质量控制上,将储能技术应用在光伏并网发电系统中,可以对光伏电源的供电特性进行改善,进而提高供电的稳定性,利用合理的逆变控制措施,储能技术让光伏并网发电系统可以对调整相角、有源滤波及电压等进行控制。 储能技术在光伏并网发电系统中可以为用户提供良好的断电保护功能。当正常的电力供应无法提供给用户的时候,光伏系统可以为用户供给电能;而在电力系统自身发生故障或是用户用电存在危险隐患的时候,光伏并网系统会选择自动断电,并将断电之后所发出的电能进行自动存储。以光伏并网用户使用分时计费市电作为基础,将储能技术在此系统中进行应用,可以实现负荷转移。其本身和电力调峰上的应用技术较为相似,在低谷期,储能系统可以在满足基本需求的情况下,将多余电能进行储存,然后在高峰期释放。除此之外,针对负荷高峰时高功率负荷交替投切给正常运行所带来的不利影响,储能技术在光伏并网发电系统中的应用还可以减少负荷响应策略所带来的弊端。 总之,光伏发电与传统电源不同,输出功率不可控并且受环境条件制约,光照强度、温度等发生变化都可能对发电量产生影响。因此,光伏电源接入对电网的冲击是阻碍其大规模接入电网、替代传统发电形式的主要绊脚石。而储能技术作为电力系统中的新兴技术,通过选取适当的储能方式,采用适当的控制方法,可以有效解决光伏系统出力的随机可控等问题,减小光伏发电出力变化对电网的冲击。因此,研究光伏并网系统中储能技术的应用具有极其重要的现实意义。

新能源技术展望_上海电气新能源建设_袁建华

文章编号 1671-2730(2010)02-0116-04 收稿日期:2009-11-05 作者简介:袁建华(1960-),男,教授级高级工程师,专业方向为汽轮发电机设备开发研制, E -mail:yuanjh@shang ha-i electric.co m 新能源技术展望 )))上海电气新能源建设 袁建华, 张 云 (上海电气电站集团,上海201100) 摘 要:在国内外新能源的发展前提下,从低碳经济角度出发着重阐述了上海电气的火电、气电、核电、风电现状,提出了新能源发展的方向。 关键词:低碳经济;火电;核电;风电;气电中图分类号:T K 文献标识码:A New Energy So urce Perspectiv es ) Dev elopment o f New Pow er So urces o f Shanghai Electric YUAN J ianhua, ZH A N G Yun (Shanghai Electric Po w er Gener ation Group,Shang hai 201100,China) Abstract:In view of the global development of new energy sources and from the perspective of low -carbon economy,we discuss the current status of thermal power,gas power,nuclear pow er and wind pow er of Shanghai Electric,and bring forward the development trend of new energy sources. Key words:low -carbon econom y;thermal pow er;nuclear po w er;w ind pow er;g as pow er 20世纪,以化石燃料为主的能源利用对人类的生存与发展起到了关键性的作用。但在现有技术下,化石能源的大量使用既给地球环境造成了严重危害,也使人类的生存空间受到了极大的威胁。现实使人们逐渐认识到,人类赖以生存的地球既不是取之不尽的能源资源库,也不是可以随便排放的垃圾场。能源资源的可持续发展成为大家的共识,人类使用能源时伴生的大量有害物排放而造成严重的环境污染问题一直在困扰着全世界,人类在强烈呼唤新的能源技术革命。 低碳经济是指温室气体排放量尽可能低的经济发展方式,尤其是二氧化碳(CO 2)的排放量要有效得到控制。在全球变暖的大背景下,低碳经济受到越来越多国家的关注。它是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,或是含碳燃料所排放的CO 2显著降低的经济模式。低碳经济实质是能源高效利用、清洁利用和低碳或无碳能源开发,其核心是技术创新,能源结构、产业结构以及发展方式的转型。 低碳经济涉及的行业和领域非常广泛,主要 第13卷第2期 2010年 上海电机学院学报 JO U RN AL O F SH A NG HA I DI AN JI U N IV ER SI T Y Vol.13No.2 2010

能源互联网发展趋势及展望

能源互联网发展趋势及展望 一、导论 能源互联网是互联网技术、能源技术与现代电力系统的结合,是信息技术与能源电力技术融合发展的必然趋势。因此如果以开放、互联、对等、分享的原则对电力系统网络进行重构,可以提高电网安全性和电力生产的效率,使得能源互联网内可以跟互联网一样信息分享无比便捷。在能源互联网提出来前,智能电网概念已经得到业内认可,智能电网的理论都已经非常成熟,从手段、理念到目标都非常清晰。正因如此,去年国家发改委和能源局出台了智能电网的有关指导性文件。 在智能电网的基础上,让互联网和智能电网深度融合,才会走向能源互联网。能源互联网不能简单认为是能源修饰互联网。如果简单从字面理解,能源互联网更多指向二次能源甚至新能源的互联网,这不全面。能源互联网应该是让包括新能源、非化石能源在内的更多的创新性能源技术,在互联网背景下的信息时代,整合得更坚实有力。能源互联网是互联网理念在能源领域的应用,但其并非能源与互联网的简单相加,而是一种新型的信息与能源深度融合的“广域网”,它以现有的大电网作为“主干网”,并以微网和分布式能源等能量自治单元为“局域网”,构建开放、互联、对等和分享的信息与能源一体化架构,以真正实现能量的按需分配与动态平衡使用,最大限度地灵活接入分布式可再生能源。通过信息化和智能化,智能电网力图在一定程度上解决电力系统自身的问题,提高设备的利用率、安全可靠性、电能质量等等,而能源互联网的基本出发点则是要解决未来大规模分布式能源和可再生能源与用户之间的开放互联问题,互联式的电网是最可行的方式。因此,能源互联网的核心在于能量的交换,信息通信控制是为了更好地支撑,信息物理融合在能源互联网中也非常重要。 形象地说,其实未来能源互联网的场景也很容易理解,就是源的极端动态(如间歇性的可再生能源达到50%以上)、负载动态加上个性化需求(如电能质量等),那么应如何构建能源互联网?能源互联网在一定程度上可以借鉴互联网的理念和技术,实现能量的交换。事实上,互联网从一开始面对的就是这样的需求——信息随时要求开放的接入(“源”是动态且开放的)、用户要求随时随地获取信息(“用”是动态且内容不断变化的),而且互联网需求的增长也非常迅速,应该说互联网架构演进到今天,虽然还存在很多问题,但基本上满足了这样的需求。 二、用户端 能源互联网,首先用户端就要联上网。“智能电表”的概念应运而生。智能电表是什么?智能电表是智能电网的智能终端和数据入口,为了适应智能电网,智能电表具有双向多种费率计量、用户端实时控制、多种数据传输模式、智能交互等多种应用功能。智能电表在智能电网数据资源整合中扮演着重要角色。在国家的“十二五”规划明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流等十大领域重点部署,其中智能电网总投资预计达2万亿元,位居首位。2015年8月,发改委7个物联网立项中首个验收工程“国家智能电网管理物联网应用示范工程”验收成功。之后国家能源局印发的《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》提出“推进用电信息采集全覆盖”、“2020年,智能电表覆盖率达到90%”以及“以智能电表为载体,建设智能

我国新能源技术应用的现状与发展趋势

我国新能源技术应用的现状及进展趋势 人类生存和进展的三要素 物质、能量与信息。 因此,能源的进展史直接阻碍人类的进展史。 我们人类生存与进展中最具有决定性意义的要素是三个:?? 物质、能量和信息。 组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事进展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与进展的要紧基础。能源科学与技术,能源利用的进展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。 能源进展的里程碑能够这么讲,每一次能源利用的里程碑式进展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了如此四个里程碑式的进展时期:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的进展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。 以后对能源的要求 有足够满足人类生存和进展所需要的储量,同时可不能造成阻碍人类生存的环境污染问题。

以后对能源的需求以后的人类社会依旧要依靠于能源,依靠于能源的可持续进展。因此,我们须现在就专门清晰地了解地球上的能源结构和储量,进展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。 而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严峻不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须查找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,以后如能实现核能的完全利用,人类的能源将是无穷的。 除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是特不紧密的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严峻阻碍了人类的生存。因此,以后对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

光伏发电系统中储能技术的控制方案

光伏发电系统中储能技术的控制方案 发表时间:2018-06-19T15:32:40.460Z 来源:《电力设备》2018年第4期作者:刘宪诩 [导读] 摘要:我国经济和社会的快速发展,使得能源的消耗量越来越大,随着科学技术的发展和国家对于新能源开发政策的支持,光伏发电被广泛的应用,但是目前在光伏发电系统中能源的储备技术还不够成熟,论文就光伏发电系统中储能技术进行分析,并分析探讨储能技术的可行性方案。 (国网天津市电力公司城西供电分公司天津市 300190) 摘要:我国经济和社会的快速发展,使得能源的消耗量越来越大,随着科学技术的发展和国家对于新能源开发政策的支持,光伏发电被广泛的应用,但是目前在光伏发电系统中能源的储备技术还不够成熟,论文就光伏发电系统中储能技术进行分析,并分析探讨储能技术的可行性方案。 关键词:光伏发电系统;储能技术;控制方案 引言 光伏发电系统是将太阳能转化为电能的一个过程,通过光伏发电不仅可以实现能源开发过程的清洁性,还可以实现能源的循环利用。只要有太阳光照射的地方都可以实现光伏发电,并且具有用之不竭、取之不尽的特点,因此在一些无电地区、偏远的山区可以充分利用光伏发电系统实现通电。但是对于光伏发电系统中储能技术的分析和研究还不够成熟,使得光伏发电系统的应用受到了一定的限制,因此要加强对于光伏发电系统中的储能技术的研究,为光伏发电系统的应用提供一些理论基础。 1储能技术的种类与特征 1.1电化学储能技术 电化学储能具有的能量为转换载体电池,通过化学反应将化学能与电能进行相互转化来储存能量。蓄电池模块为二次电池,其具有的化学反应是可逆的,从而实现了与电能互相转化达到可以充放电的能力。蓄电池储能是如今最为成熟与可靠的储能技术,依据其所利用的化学物质不同分为铅酸电池、钠硫电池与锉电池的几种类型。 1.2飞轮储能技术 飞轮储能技术由飞轮,磁悬浮轴支撑系统,发电机和电机,功能转换器,电子控制系统和真空泵,应急备用轴承等设备组成。其飞轮储能技术的主要原理是,飞轮系统在吸收动力的过程中,外部电网提供电力,使飞轮高速旋转,以动能储存的形式,使电力进入机械能源;然后在飞轮储能系统中释放动力,当飞轮形式的高速旋转到原动机驱动电机发电时,通过功率转换器输出电流和电压,完成机械能量到电能转换。当飞轮储能功率大于5KW/kg时,能量密度大于20WH/kg,效率可达90%以上,使用寿命可达20年或者是数以万计的能量释放。在飞轮储能系统工作环境在-40~50℃时,无污染、无噪音、维护简单,并可以达到连续工作。 1.3物理储能技术 物理储能技术主要含有抽水储能、压缩空气储能德国,最为成熟与应用最广的技术为抽水储能,主要是应用在电力系统的消峰填谷、调频与紧急事故备用等。 1.4超导磁储能技术 超导磁能系统是根据电力系统的需要对储能线圈进行充电控制。超导磁能系统具有响应速度快、转换效率高、比容量以及比功率大的特点,可以实现与电力系统的实施大容量交换和功率补偿。现阶段,世界上已经形成了1~5MW/MJ的低温超导磁储能技术,并且100MJ的超导磁储能系统也已经投入到了高压输电网中进行实际的运行。超导磁储能技术可以与再生能源发电系统相结合,但是在成本的投入、维修过程需要很大的费用。 1.5电磁储能技术 超级电容器是德国的物理学家Helmholz发现的,利用双电层原理的储能装置。超级电容具有的功率密度高、可以快速放电、循环寿命长的优势,充放电效率一般可以达到95%以上。 1.6蓄电池储能技术 蓄电池储能系统,是指通过蓄电池正负极氧化还原反应实现正极、负极活性物质的化学能和电能转化。目前在电力系统中常用的蓄电池储能技术有镍镉蓄电池、钠硫蓄电池铅酸蓄电池等。其中铅酸蓄电池具有成本低的特点,同时也具有充电速度慢、重量较重、寿命短,并且污染相对较大的特点。铅酸蓄电池主要应用在电力调峰、稳定电力系统和提高电能质量上。镍镉蓄电池与铅酸蓄电池一样都具有高污染的特点,但是镍镉蓄电池的充电效率较高,放电时候电压变化不大,内阻相对较小,对于充电环境的要求不高。锂离子电池的蓄电性能较好,但是由于大规模集成的技术限制,使得在电力系统的应用中不能广泛的使用。钠硫电池是当前比较热门的电池储能方式,其储能密度较高,经过串联并联结合后具有较大规模的储能效果。 2储能系统在光伏发电系统中的作用 2.1能源储备 当光伏发电系统运行出现异常时,储能系统当中的电能能够起到应急和过渡的作用。例如,当光伏电池方阵处在夜间或者遇到极端天气,不能进行发电时,光伏发电系统当中的储能系统就会起到应急和过渡的作用。 2.2稳定系统 在光伏发电系统当中,光伏输出的功率曲线和负荷曲线的差异较大,并且两者都存在不可预见的拨动性,但是如果把能源存储在储能系统当中或者通过储能系统对能源进行缓冲,光伏发电系统即使是在拨波动很严重的情况下,也能够实现电能的稳定输出和运行的平稳。 2.3品质可靠 当负荷电压出现高峰值、电压下跌或者受到外界干扰引起的电网波动较大时,储能系统能够有效的防止其对光伏发电系统造成影响。确保光伏发电系统电力的可靠和输出的品质。 3光伏发电系统中储能技术的改进策略 3.1ES系列储能变流器在光伏发电系统中的应用 ES系列产品是专门用于电池储能系统的大功率并网双向变流器,具有削峰填谷和平抑新能源发电出力波动等功能,有利于电力设备降

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