电力系统储能技术发展及应用现状

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1 储能技术及其在现代电力系统中的应用

内容摘要

从电力系统安全高效运行的角度论述了电能存储技术的重要性，介绍了目前常用的几种储能技术的发展现状，指出了该领域当前的热点研究问题。

现代电力系统中的新问题

安全、优质、经济是对电力系统的基本要求。近年来，随着全球经济发展对电力需求的增长和电力企业市场化改革的推行，电力系统的运行和需求正在发生巨大的变化，一些新的矛盾日显突出，主要的问题有：①系统装机容量难以满足峰值负荷的需求。②现有电网在输电能力方面落后于用户的需求。③复杂大电网受到扰动后的安全稳定性问题日益突出。④用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高。⑤电力企业市场化促使用户则需要能量管理技术的支持。⑥必须考虑环境保护和政府政策因素对电力系统发展的影响。

2000年到2001年初，美国加州供电系统由于用电需求的增长超过电网的供电能力，出现了电力价格大范围波动以及多次停电事故；我国自2002年以来，已连续四年出现多个省市拉闸限电的状况；在世界上的其他国家和地区，也不同程度地出现了电力供应短缺的现象。系统供电能力，尤其是在输电能力和调峰发电方面的发展已经落后于用电需求的增长，估计这种状况还会在一段时间内长期存在，对电力系统的安全运行将带来潜在的威胁。

加强电网建设（新建输电线路和常规发电厂），努力提高电网输送功率的能力，可以保证在满足系统安全稳定运行的前提下向用户可靠地输送电能。但是，由于经济、环境、技术以及政策等方面因素的制约，电网发展难以快速跟上用户负荷需求增长的步伐，同时电网在其规模化发展过程中不可避免地会在一段时间甚至长期存在结构上的不合理问题；另一方面，随着电力企业的重组，为了获取最大利益，企业通常首先选择的是尽可能提高设备利用率，而不是投资建设新的输电线路和发电厂。因此，单靠上述常规手段难以在短时间内有效地扭转电力供需不平衡的状况。

储能技术将促智能电网发展

降低大规模可再生能源与分布式能源接入对电网的冲击，倒逼储能技

术在电网尤其是未来智能电网建设中的广泛应用。适应智能电网建设需求，发

展储能技术显得尤为迫切。

在采用以锂离子电池为主、液流电池为辅的大规模分布式储能技术应用

成功，即国家电网公司河北张北风光储输示范项目投运 100 天之后，4 月 13

日，中国电力科学研究院电工与新材料研究所总工惠东接受采访时表示。

国内储能技术研究起步晚

在储能技术领域，国外特别是美国和日本研究起步早，成果多并有丰富

的工程实际经验。由于国内研究起步晚，相关技术与国外还有差距，特别是在

飞轮储能等先进储能系统方面经验还较欠缺。此外，在电力电子接口、储能系

统高效转换等技术方面，国外也处于领先状态。中国科学院院士、华中科技大

学教授程时杰告诉我们。

据了解，以美国为代表的西方国家近年来已开始对锂离子电池加大研发

投入。美国 PJM 电力公司在 2008 年率先开展了兆瓦级锂离子电池储能系统的

应用示范，用于电力系统的频率和电压控制。

目前大规模储能技术中只有抽水蓄能技术比较成熟，主要用于电网的调

峰、调频以及应急保障，以及辅助核电站进行功率调节。但是，受地理环境、

建设周期较长的约束，以及没有适当的价格政策，我国抽水蓄能电站装机比例

小于欧日等国。为适应智能电网发展，降低可再生能源接入对电网的冲击，提

高电网的兼容性,维护电网安全稳定运行，除发展抽水蓄能外，应大力发展布置

灵活的电池储能技术包括各类蓄电池，如锂离子电池、钠硫电池、液流电池，

第１８期　２Ｏ１７年９月　无线互联科技　Ｉｎｔｅｒ　ｒｌｅｔ　ＹｅｃｈｎＯｌＯｇ　ＮＯ．１８　ＳｅＰｔｅｍｂｅｒ，２０１７　

储能技术在山西电力系统调频领域的应用　

王　京，马洪波，郭太平　

（大唐国际云冈热电有限责任公司，山西　大同０３７０００）　

摘要：储能技术Ｌ￣＿２０年发展极为迅速，特别是随着风电等间歇性新能源的发展和大规模并网，电力级储能技术不断突破　

发展瓶颈，并在工业实践中取得实质进展　储能技术目前更多应用于电网调频，所具有的瞬时及精确控制能力依托目前辅助　服务调频补偿收益，在现阶段电力系统提供高质量调频服务上得到了重点开发与应用文章对储能技术在山西电力系统调　

频领域的应用进行探究，以期为解决网源协调问题提供一定参考　关键词：储能技术；调频；电能质量　

１　储能技术概述　

由Ｆ风电和光伏发电的快速发展迅速增加电力调频的　任务量，未来火电企业承担的调频任务会越来越重。ｄ．ｉ两电　

网从２０１３年开始，凋频补偿费用保持在３　０００万元左右。随着　

可再生能源的大量接入，未来火电企业承担的调频任务会　越来越重。目前’ＬＬｊ西电网风电装机容量已突破７５０万ｋＷ，对　

应的风电穿透率超过１０％。研究结果显示，风电的穿透率从０　

增Ｄ￣ｑ２ｏ％时，电网自动发电量控制（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　

Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＧＣ）调频需求将成倍增长，由于火电机组ＡＧＣ调　

节能力较弱，超净排放改造后机组调节能力进一步下降频繁　

快速调节会增加火电机组磨损和发电煤耗，对机组安全运行　带来风险…。　

储能技术的应用对火电机组ＡＧＣ调节能力有明显的提　

升，储能设备投运后发电机合并出力如图１所示。储能的功率　

指令响应能力何以下技术优势：（１）响应速度：１　Ｓ；（２）功　率精度：９９％；（３）调节范围：２Ｘ储能额定功率；（４）快速折　

返：上调下调瞬『白】转换。　

２　储能技术在山西电力系统调频领域的应用——以某厂　

储能调频为例　

某发电厂２号机组储能系统本体为户外集装箱布置，共　包括３个锂电池集装箱，３个ＰＣＳ集装箱。ＰＣＳ集装箱通过高　

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储能技术及其在新能源电力系统的应用

作者：孙乐乐

来源：《科学与财富》2018年第26期

摘 要：能源需求和环境恶化是全球性问题，开发使用新能源是共同趋势。新能源使用具有随机性，间歇性，新能源电力系统就需要储存技术来维持它的稳定性与连续性。本文介绍了目前各种电力储存技术的优缺点及其应用领域，然后针对新能源电力系统，指出优化储能技术是有待深入研究的课题。

关键词：电力系统；新能源；储能技术

0引言

随着社会不断发展，能源需求不断增加，能源供需矛盾和环境压力日益凸显出来，我们需要着力发展新能源以弥补传统能源的欠缺。目前，我国的能源结构也在不断的优化。传统能源和新能源发电已经形成并存的局面，这也让智能电网变得复杂起来。因为像火电、水电等传统发电一般具有可靠的调控性能，而相较之下，新能源发电就充满了不可确定性。随着季节气候变化，随着季节气候的变化，这些能源可吸收量必然会受到影响，它们向电网种输送的电能就会产生波动。电力生产过程是连续的，生产，传输，分配和消费是一脉相承的，这就要求生产与消费几乎是同时完成的，一旦有供不应求或供过于求的情况出现时，就会对系统的稳定性造成影响。而储能技术就是在系统中增加了一个存储电能的环节，使原来的系统变得“灵活”起来，即刚性系统转变为柔性系统。并且从经济效益上来说，储能技术也为企业带来了可观的利润。目前我国的储能技术发展良好，发展前景可观。储能技术作为新能源电网安全经济运行的核心技术，世界各国也在极力研发，这也是各国在新能源发电领域竞争的核心技术。

1储能技术在新能源电力系统的作用

①在发电方面有着稳压、稳流以及削峰填谷的作用。②在输电方面，它可以延缓输电设备投资，改善电能的质量，提高系统的稳定性。③在配电方面，储能技术的应用，能缓解高峰电荷需求，延缓网络升级扩容；应对故障方面，可以保证供电的稳定性。④在用电这一环节，可以辅助分布式发电的接入，改善电能质量，维护用电安全与稳定。