储能技术在电力系统中的应用
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储能的作用及其电力系统应用储能是指将能量在一段时间内存储起来,以便在需要时释放出来使用的过程。
它在电力系统中起到了重要的作用。
下面将详细介绍储能的作用以及在电力系统中的应用。
1.调峰平谷:电力系统的负荷在不同时间段内存在差异,在峰值负荷时,电力系统需要提供大量的电能来满足需求,而在谷值负荷时,供电需求相对较低。
而储能可以在负荷谷值期间将电能储存起来,在负荷峰值期间将其释放出来,以平滑负荷曲线,实现调峰平谷的效果。
2.技术支持:储能技术可以为电力系统提供技术支持。
在极端天气等特殊情况下,电力系统可能会面临故障或者其他问题,而储能可以作为备用电源,在紧急情况下提供电能,维持系统的正常运行,保障用电的稳定供应。
3.接纳非稳定电源:随着可再生能源的快速发展,如风电、光伏发电等非稳定电源的并网比例逐渐增加。
然而,这些非稳定电源会受到天气等因素的影响,其输出功率波动较大。
储能可以在电力系统中接纳这些非稳定电源,并通过将多余的电能存储起来或者将其释放出来,以平衡供需之间的差异。
除了以上的作用外,储能还可以提供灵活性和可靠性,增加电力系统的韧性,减少电压和频率的波动等。
在电力系统中的应用主要有以下几种方式:1.能量存储电站:能量存储电站是将电能转化为其他形式的能量来储存起来,如机械能、化学能等。
常见的储能电站有抽水蓄能电站、压缩空气储能电站等。
这些电站可以提供大容量的储能,用于平衡负荷需求和应对紧急情况。
2.储能设备:储能设备是指通过将电能存储在电池、超级电容器等设备中,实现电能的存储和释放。
电动汽车电池、家用储能设备等都属于这一类别。
这些储能设备可以提供小型、分布式的储能解决方案,用于平衡电力系统的负荷波动和提供备用电源。
3.分布式储能系统:分布式储能系统将储能设备分散放置在用户侧或电力网侧的点位上,形成一个分布式的储能网络。
它可以实现在用户侧调峰平谷,提高用电效率和自给自足程度;在电力网侧参与电网调度,提高电网供能能力和抗扰能力。
储能对新型电力系统发展的作用和意义储能技术在新型电力系统发展中的作用和意义大家好,今天我们来聊聊储能技术在新型电力系统发展中的作用和意义。
我们要明白什么是储能技术。
简单来说,储能就是把能量储存起来,以备不时之需。
而新型电力系统则是我们现在使用的电力系统,它更加环保、高效、智能。
那么,储能技术在新型电力系统中到底有什么作用和意义呢?接下来,我们就来一一道来。
1. 储能技术可以提高新型电力系统的可靠性想象一下,突然停电了,我们的生活会变得多么不便。
而储能技术就像是我们的救星,可以在电力系统出现问题时,迅速补充能量,保证电力的稳定供应。
这样一来,我们的日常生活就不会受到太大影响,而且还能减少对传统能源的依赖,实现真正的绿色生活。
2. 储能技术可以提高新型电力系统的灵活性现在的新型电力系统已经非常智能了,可以根据需求自动调整电力的输出。
但是,有时候这些智能设备可能会出现故障,导致电力供应不稳定。
这时候,储能技术就可以发挥作用了。
通过储存多余的能量,我们可以在需要的时候迅速释放出来,保证电力供应的稳定性。
这样一来,我们的新型电力系统就能更加灵活地应对各种突发情况。
3. 储能技术可以降低新型电力系统的成本大家都知道,新能源的发展对于降低碳排放、保护环境非常重要。
但是,新能源的价格相对较高,这也给新型电力系统的推广带来了一定的困难。
而储能技术的出现,可以帮助我们解决这个问题。
通过储存过剩的太阳能、风能等新能源,我们可以在低谷时期使用,从而降低新型电力系统的运行成本。
这样一来,新能源就能更好地为人们所接受,推动我们走向更加绿色的未来。
4. 储能技术可以促进新型电力系统的创新有了储能技术的支持,我们的新型电力系统就有了更多的可能。
比如说,我们可以研究更高效的储能设备,提高能量的转化率;还可以开发新的调度算法,实现更智能的能量管理。
这些创新都将为我们的生活带来更多便利,同时也有助于推动整个社会的科技进步。
储能技术在新型电力系统发展中具有举足轻重的地位。
储能技术在电力系统中的应用随着社会经济的发展和科技的进步,能源问题成为了全球关注的焦点。
随之而来的是对电力系统的要求日益增加,传统的电力系统已经无法满足现代社会对电力的需求。
而储能技术的出现,为解决电力系统的问题提供了全新的思路和解决方案。
一、储能技术的意义和前景储能技术是指将电能转化为其他形式的能量储存起来,在需要的时候再将其转化回电能的一种技术。
它可以解决电力供需不平衡、可再生能源波动性大等问题,提供电力系统的稳定性和可靠性,同时还可以提高能源的利用效率。
因此,储能技术在电力系统中有着广阔的应用前景。
目前,储能技术已经广泛应用于电力系统的多个领域。
首先,它可以用于平衡电力系统的负荷需求和供应能力。
在电力需求高峰期,储能技术可以释放储存的电能,缓解供电不足的压力;而在电力需求低谷期,储能技术可以储存多余的电能,避免能源的浪费。
其次,储能技术可以应对可再生能源的波动性。
太阳能和风能等可再生能源的产生受到天气等因素的影响,而储能技术可以储存这些能源,在需要的时候释放出来,保证电力系统的稳定供应。
此外,储能技术还可以用于电力系统的备用电源和黑启动,提高电网的抗灾能力,并在电能储存和输电之间起到缓冲作用。
二、储能技术的类型和特点目前,常见的储能技术主要包括电化学储能技术、热能储能技术和机械储能技术。
其中,电化学储能技术是最常见和应用最广泛的一种技术,包括了锂电池、钠-硫电池、锌-铝电池等。
它具有能量密度高、环境污染小、寿命长等特点,适用于小型储能系统和电动汽车等领域。
热能储能技术主要通过储存热能来实现能量的转化和储存,如热能储存材料和热泵等。
机械储能技术则主要通过蓄能机械将电能转化为机械能,如压缩空气储能、飞轮储能等。
不同类型的储能技术各有其特点和优势,可以根据实际需求选择合适的技术。
电化学储能技术具有高能量密度和长寿命的优势,适用于大容量、长时间储能需求;热能储能技术则具有能量转化效率高的特点,适用于对能量转化效率要求较高的场景;机械储能技术则具有响应速度快和寿命长的优势,适用于短时间高功率输出的需求。
储能在电力系统中的作用储能是指将电能转化为其他形式的能量并存储起来,在需要时再将其转化为电能供应给用户的过程。
在电力系统中,储能技术起到了至关重要的作用,可以提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性。
首先,储能技术可以提高电力系统的可靠性。
传统的电力系统主要依靠发电厂根据用电负荷的变化进行调度,但是由于电力系统的负荷波动较大,难以及时进行调度。
而储能技术可以在电力供需峰谷差距较大时,将多余的电能转化为储能并储存起来,以备不时之需。
当电力供需发生失衡时,储能技术可以迅速释放电能,补充电力系统需求,保障电力供应的可靠性。
其次,储能技术可以提高电力系统的稳定性。
电力系统中,供电负荷的波动会导致电压和频率的变化,进而影响电力设备的正常运行。
而储能技术可以利用其快速响应和调节特性,对电力系统的频率和电压进行调节,减小电力系统的运行波动,提高电力系统的稳定性。
此外,储能技术还可以提高电力系统的经济性。
储能技术可以用于峰谷电价差距较大的时段,以较低价格购买电能并储存起来,在需求高峰时段将其释放,以高价销售。
这样可以有效降低电力系统的总成本,并提高系统的运行效益。
此外,储能技术还可以提高电力系统的发电利用率。
传统的电力系统存在因风光等可再生能源的间歇性特点导致的发电波动问题,而储能可以在可再生能源不稳定供电时,储存多余的电能,并在供电不足时释放,使得可再生能源的发电利用率更高。
储能技术包括多种形式,如电池储能、超级电容器储能、压缩空气储能和水泵储能等。
不同的储能技术有着各自的特点和适用于不同场景的优势。
例如,电池储能技术具有高能量密度和高效率的特点,适用于小规模和中规模的储能应用;压缩空气储能技术具有较高的功率密度和适应性,适用于大规模储能应用。
因此,在实际应用中,需要综合考虑电力系统的特点和需求,选择合适的储能技术。
总之,储能技术在电力系统中起到了不可替代的作用,可以提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性。
随着可再生能源的快速发展和电力系统的转型升级,储能技术有着广阔的应用前景,并将为电力系统的可持续发展注入新的动力。
电力系统中的储能技术研究与应用储能技术是在电力系统中具有重要作用的关键技术之一。
随着可再生能源的普及和能源存储需求的增加,对于高效、可靠、可持续的电力系统运营变得越来越重要。
储能技术能够在电网供需平衡、调度灵活性和电能质量提升等方面提供有效支持。
本文将重点讨论当前电力系统中的储能技术研究和应用,并探讨其未来发展前景。
一、储能技术类型1.储水式储能技术储水式储能技术是一种将电能转化为水位能的技术,通过将电能转化为潜在能量来储存电力。
目前主要应用的是抽水蓄能技术和蓄能水电站。
抽水蓄能技术主要通过利用水库和水泵,将电网低谷时的多余电能转化为潜在能量,高峰时再通过水泵将水流转化为电力,以平衡电力供需。
蓄能水电站则是将富余电力用于瞬时泵水,高峰时通过发电机将水能转化为电力。
2.化学储能技术化学储能技术主要包括电池储能技术和氢能储存技术。
电池储能技术是目前应用最为广泛的储能技术之一,主要包括锂离子电池、钠离子电池和铅酸电池等。
这些电池能够将电能直接储存,并在需要时释放。
氢能储存技术则是将电能利用电解水的方式将水分解成氢和氧,并将氢气储存起来以供需要时使用。
3.压缩空气储能技术压缩空气储能技术是一种将电能转化为压缩空气储存的技术。
该技术主要通过将电能用于压缩空气,并将压缩空气储存起来。
在需要时,通过再次释放压缩空气来驱动发电机以产生电能。
这种技术具有较高的效率和储存容量,适用于大规模的储能需求。
4.超级电容器技术超级电容器技术是一种将电能以静电方式储存的技术。
这种技术主要依靠电子的吸附和电离将电能储存起来,并在需要时释放。
超级电容器具有高功率密度、长寿命和快速充放电特性等优点,适用于频繁的储能和释能需求。
二、储能技术应用1.平滑电网负荷储能技术能够将电能储存起来,在需要时快速释放以平滑电网负荷。
这对于电力系统的稳定运行至关重要,特别是在可再生能源发电波动较大的情况下。
通过储能技术,可以将低谷时的多余电能储存起来,并在高峰时释放,以满足电网负荷需求。
储能在新型电力系统中的应用技术及应用场景储能技术在新型电力系统中的应用已经成为解决电力系统可靠性、灵活性和可持续发展的重要手段。
随着电力系统的转型升级,储能技术在多个应用场景中发挥着重要作用,为电力系统的安全稳定运行和可持续发展提供了支撑。
储能技术在新型电力系统中的应用主要包括调峰填谷、备用电源、微电网和电动汽车充电等。
储能技术在调峰填谷方面的应用已经得到广泛认可。
传统的电力系统在高峰期需要大量的供电能力,而在低谷期则需要较少的供电能力。
储能技术可以在低谷期将多余的电能储存起来,在高峰期释放出来,实现供需平衡。
通过储能技术的应用,可以有效降低电网负荷峰谷差,提高电力系统的供电能力和灵活性。
储能技术在备用电源方面的应用也十分重要。
在传统的电力系统中,备用电源主要依靠发电机组等传统设备提供。
而储能技术可以作为备用电源,通过储存电能,在电力系统发生故障或停电时,快速释放储存的电能,提供紧急供电。
储能技术的应用可以大大提高电力系统的可靠性和应急响应能力,保障用户的正常用电需求。
第三,储能技术在微电网中的应用也具有重要意义。
微电网是一种基于分布式发电和储能技术的小型电力系统,具有自主运行和自愈能力。
储能技术可以作为微电网的重要组成部分,通过储存和释放电能,平衡微电网的供需关系。
在微电网中,储能技术可以实现对可再生能源的有效利用,提高微电网的供电可靠性和经济性。
储能技术在电动汽车充电方面的应用也备受关注。
随着电动汽车的普及,充电需求日益增加。
储能技术可以作为电动汽车充电站的重要设施,通过储存电能,在电动汽车充电需求高峰期释放储存的电能,平衡电网负荷。
储能技术的应用可以有效提高电动汽车充电的效率和可靠性,推动电动汽车的发展。
储能技术在新型电力系统中的应用技术及应用场景多种多样,可以应用于调峰填谷、备用电源、微电网和电动汽车充电等方面。
储能技术的应用可以提高电力系统的供电能力和灵活性,增强电力系统的可靠性和可持续发展能力,为建设智能、高效、安全、环保的电力系统提供重要支撑。
储能技术在电力系统中的应用在不久的未来,随着人口的增加和经济的发展,全球的能源需求将会进一步增加,促使各国加大对可再生能源和能源储存技术的研发力度。
储能技术,作为可再生能源的重要补充,可以提高电能利用率,优化电力系统运行,解决电的光热失配性等问题,因此受到了广泛的关注和研究。
本文将探讨储能技术在电力系统中的应用。
一、储能技术的类型首先,我们需要了解储能技术的类型。
根据储能介质的不同,储能技术可以分为电化学储能技术、电容储能技术、机械储能技术、热储能技术等。
其中电化学储能技术主要包括电池储能系统和燃料电池储能系统,是当前储能技术的主流类型。
二、1.平峰填谷储能技术可以实现对跨越峰谷的电能进行储存和释放,降低峰谷电费和提高电力系统效率。
储能设备通过在峰谷时段充电,峰时段放电,实现消峰填谷的效果。
这种方法可以规避火力发电过程中的能源浪费和污染,减少对石化能源的消耗。
2.应急备用储能技术可以用于解决电力系统在突发事件中无法送电的问题。
当电力系统出现故障时,储能系统可以提供高效的瞬态电能,确保电力系统的稳定运行和供电保障。
特别是对于涉及到安全生命的紧急场合,如医院、安保设施等,储能技术的应用尤为必要。
3.智能配电储能技术可以为智能配电提供强有力的保障。
通过储能系统的自动化控制,对配电能量进行分时段计量、存储和释放,可实现区域公共产业和民生用电的最优化配电,提高电力质量和供应稳定性,优化能源结构。
4.微电网应用微电网是指由分布式能源和配套储能设备组成的小型电网。
储能技术不仅能为微电网提供低碳、高效能量,也能够带有交互性地与微电网其他模块实现多方联动,形成新能源互补、异地调峰、预测能源管理等新型运营模式,并实现多能互补和自我供电。
5.电动汽车配套最后,储能技术可以为电动汽车配套提供能源保障。
通过与充电桩技术的有机结合,储能系统可以实现智能充电、交互式满足电动汽车的能量需求,提高充电效率和充电桩设施的给电能力。
储能技术在电力系统中的应用摘要:随着电力行业的发展,新的科技不断涌现。
其中,储能技术已经崭露头角,并在多个领域得到了广泛应用。
这一技术的应用对于电力系统的运行和持续发展具有重大意义。
在本文中,将探讨储能技术在电力系统中的实际应用,并分析其对电力系统的积极影响。
关键词:储能技术;电力系统;应用随着社会的快速发展,电力需求的剧增已成为一个全球性的挑战。
在这个过程中,电力系统的负荷峰谷差日益凸显,发电和电力调度的工作变得越来越困难。
要解决这个问题,我们需要引入一种新的解决方案,那就是储能技术。
储能技术在电力系统中具有巨大的应用潜力。
对于相关工作人员来说,深入了解其应用意义和应用方式是至关重要的。
通过充分发挥储能技术的作用,我们可以进一步推动电力系统的技术创新和发展进步。
希望本文的分析能为相关领域的工作提供有价值的参考和启示。
一、能源互联网背景下的电能存储技术现状电力能源的发展是我国的重要议题,新能源电力技术的开发是未来主要的发展趋势,但是新能源电力技术的引入对电网的稳定性带来了一些新的挑战。
因此,全球正致力于将互联网技术与新能源的发展相结合,形成一个能源互联网的框架。
能源互联网下的电能存储技术要求更加重视可再生能源的比重,提高能源消费效率和能源利用效率。
随着信息技术在电网中的应用日益广泛,智能电网的发展已经取得了巨大的进步。
这些进步为我国电力能源的发展提供了新的机遇。
为了进一步推动我国电力能源的发展,需要积极探索和研究新能源电力技术,注重电网稳定性和能源利用效率的提高,同时大力发展能源互联网,以实现电力能源的高效、安全、可持续供应。
二、储能技术的优势分析1.实现能源管理电能存储技术在能源管理中的应用,能够促进电能的合理分配,有效应对电力需求的高峰期,从而在极大程度上减轻了供电网络的压力。
另外,储能技术的引入不仅改变了我们对发电、输电和配电设备的传统要求,也降低了这些设备的工作负担,极大地提高了能源管理的效率和灵活性。
储能技术场景应用
储能技术是将能量转化并存储起来,在需要时再释放出来使用的技术。
它在各个领域都有广泛的应用场景,以下是一些常见的储能技术场景应用:
1. 电力系统:储能技术可以在电力系统中平衡供需之间的差异,提高电网的稳定性和可靠性。
例如,储能可以在低负荷时段将多余的电能存储起来,在高负荷时段释放出来,以减轻电网负荷压力。
2. 可再生能源集成:储能技术可以解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题。
太阳能和风能等可再生能源的产生和消耗不一定同步,储能技术可以将多余的可再生能源存储起来,在需要时释放出来,以提供稳定的电力供应。
3. 交通运输:储能技术可以应用于电动汽车和混合动力汽车中,提供高效的能量存储和释放解决方案。
电动汽车可以通过储能技术存储电能,提供长时间的续航里程和快速的充电能力。
4. 家庭和商业应用:储能技术可以为家庭和商业用户提供备用电源和能源存储解决方案。
例如,太阳能光伏系统可以将白天产生的多余的电能存储起来,在夜间或低光时释放出来使用。
5. 线路电感补偿:储能技术可以在电力线路中储存电能,并在需要时释放出来,以提供线路电感补偿和电力质量改善。
6. 紧急电力支持:储能技术可以在突发事件或灾难情况下提供
紧急电力支持。
例如,储能系统可以为医疗设备、通信系统和应急供电设施提供临时电力。
7. 工业应用:储能技术可以用于平衡工业生产过程中的能量供需差异,提高能源利用效率。
例如,储能技术可以在生产高负荷期间存储电能,在低负荷期间释放出来使用。
总的来说,储能技术在能源领域具有广泛的应用前景,可以提高能源利用效率、减少能源浪费、提高能源供应的可靠性和可持续性。
电力系统中的电池储能技术应用在当今社会,电力的稳定供应对于我们的日常生活和经济发展至关重要。
随着科技的不断进步,电池储能技术在电力系统中的应用越来越广泛,为解决电力供需平衡、提高电力质量、促进可再生能源的整合等方面发挥着重要作用。
一、电池储能技术的原理与类型电池储能技术的基本原理是将电能转化为化学能储存起来,在需要时再将化学能转化为电能释放出去。
目前常见的电池储能技术类型包括锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池和液流电池等。
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、充电速度快等优点,在便携式电子设备和电动汽车领域得到了广泛应用。
在电力系统中,锂离子电池也逐渐成为主流的储能选择,适用于小型分布式储能和电网侧的快速响应储能。
铅酸电池是一种成熟的技术,成本相对较低,但能量密度和循环寿命有限。
它常用于备用电源和一些对储能性能要求不高的场合。
钠硫电池具有较高的能量密度和效率,但工作温度较高,需要严格的运行条件和安全措施。
液流电池的特点是功率和容量可以独立设计,适合大规模、长时间的储能应用,但其能量密度相对较低,初始投资较大。
二、电池储能技术在电力系统中的应用场景1、电力调峰电力需求在一天内和不同季节之间存在波动。
在用电低谷时,将多余的电能储存起来,在用电高峰时释放,有助于平衡电网的供需,减轻电网的压力,提高电力系统的稳定性和可靠性。
2、可再生能源整合太阳能和风能等可再生能源具有间歇性和波动性的特点。
电池储能可以平滑可再生能源的输出,使其更稳定地接入电网,提高可再生能源的利用率和电网对可再生能源的消纳能力。
3、改善电能质量电网中的电压波动、谐波等问题会影响电能质量。
电池储能系统能够快速响应,提供无功支持,稳定电压,减少谐波,提高电能的质量。
4、备用电源在电网发生故障或停电时,电池储能系统可以作为备用电源迅速投入使用,保障重要负荷的持续供电,如医院、通信基站等。
5、微电网在偏远地区或岛屿等独立的微电网中,电池储能可以与分布式电源(如太阳能、风能)配合,实现局部区域的电力自给自足,提高供电的可靠性和经济性。
第32卷第7期电网技术Vol. 32 No. 7 2008 年4月Power System Technology Apr. 2008文章编号:1000-3673(2008)07-0001-09中图分类号:TM911文献标识码:A学科代码:480·40储能技术在电力系统中的应用张文亮,丘明,来小康(中国电力科学研究院,北京市海淀区100192)Application of Energy Storage Technologies in Power GridsZHANG Wen-liang,QIU Ming,LAI Xiao-kang(China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100192,China)区域供需矛盾、确保电网安全可靠运行,并ABSTRACT: According to the present situation of research,development and application of large-scale energy storagetechnologies as well as considering the regional features ofenergy resource distribution in China, the middle and long termdevelopment strategy of China and the pattern of “transmittingelectric power from West China to East China, power exchangebetween South China and North China and nationwideinterconnection of power grids in China”, the developmenttrend of energy storage technology are analyzed and discussedfrom the viewpoints of requirement, technology and economy.During the period of 11th Five Year Plan, the State GridCorporation of China (SGCC) will research and develop theall-vanadium redox flow batteries with capacity in 100kWgrade, the sodium sulpur batteries with capacity in megawattgrade, and the superconducting magnetic energy storagesystems with capacity in megajoule grade that operates intemperature range of liquid-nitrogen; speed up the constructionof mixed pumped storage power stations with capacity in10GW grade to realize the optimized configuration of powergrid; enhance the capability of power regulation, transmissionand transformation to solve the trans-regional imbalancebetween supply and demand as well as to ensure the secure andreliable operation of power grid in China and to satisfy bothrequirement to power quality and development of renewableenergy resources.KEY WORDS: power grids;energy storage;sodium sulpurbatteries;vanadium redox batteries;superconducting magneticenergy storage;pumped hydro摘要:基于大规模电力储能技术的研究和应用现状,从需求、技术和经济的角度出发,考虑到我国能源的区域性特征、“西电东送、南北互供、全国联网”格局和国家中长期发展战略,探讨了电力储能技术发展的趋势。
“十一五”期间国家电网公司将立足研发100 kW级全钒液流电池、MW级钠流电池和MJ级容量液氮温区运行超导储能系统,加快建设10 GW级抽水蓄能混合式电站,以优化电网配置、加强调节和输变电能力、解决跨满足人们对电能质量的要求和可再生能源发展的需要。
关键词:电力系统;储能;钠硫电池;全钒液流电池;超导储能;抽水蓄能0引言储能技术已被视为电网运行过程中“采–发–输–配–用–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[1-7]。
近几十年来,储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。
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、电化学和相变储能四大类型。
其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能;电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能等。
各种储能技术在能量和功率密度等方面有着明显区别,表1显示了不同应用场合对能量和功率密度的要求。
本文着重介绍MW 级大规模电力储能技术的研发状况和应用实例,并基于我国能源布局和电力系统需求,从技术和经济的层面加以分析,探讨储能技术的未来发展方向和研究重点。
1电力储能方式和发展现状1.1抽水蓄能电站抽水储能电站投入运行时必须配备上、下游两2张文亮等:储能技术在电力系统中的应用Vol. 32 No. 7表1储能技术应用场合和技术要求Tab. 1 A classification of applications by user type andtypical parameters of energy storage设备类型用户类型功率等级能量等级便携式设备—1~100 W Wh汽车25~100 kW100 kWh 运输工具火车、轻轨列车100~500 kW500 kWh潜艇1~20 MW10 MWh家庭 1 kW 5 kWh小型工业和商业设施10~100 kW25 kWh 静止设备配电网MW MWh输电网10 MW10 MWh发电站10~100 MW10~100 MWh个水库(上、下池),负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态,将下游水库的水抽到上游水库保存,负荷高峰时抽水储能设备工作于发电机的状态,利用储存在上游水库中的水发电。
按上水库有无天然径流汇入分为纯抽水、混合抽水和调水式抽水蓄能电站,建站地点力求水头高、发电库容大、渗漏小、压力输水管道短、距离负荷中心近。
抽水储能电站可以按照一定容量建造,储存能量的释放时间可以从几小时到几天,综合效率在70%~85%之间。
抽水储能是在电力系统中应用最为广泛的一种储能技术,其主要应用领域包括调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和提供系统的备用容量,还可以提高系统中火电站和核电站的运行效率[8-9]。
目前,抽水蓄能电站的设计规划已形成规范。
机组由早期的四机、三机式机组发展为水泵水轮机和水轮发电电动机组成的二机式可逆机组,极大地减小了土建和设备投资。
施工已采用沥青混凝土面板防渗、HT-100高强度钢结构、斜井全断面隧洞掘进机开挖、钢岔管考虑围岩分担为压、上水库和地下厂房信息化施工等先进技术。
为进一步提高整体经济性,机组正向高水头、高转速、大容量方向发展,现已接近单级水泵水轮机和空气冷却发电电动机制造极限,今后的重点将立足于对振动、空蚀、变形、止水和磁特性的研究,着眼于运行的可靠性和稳定性,在水头变幅不大和供电质量要求较高的情况下使用连续调速机组,实现自动频率控制。
提高机电设备可靠性和自动化水平,建立统一调度机制以推广集中监控和无人化管理,并结合各国国情开展海水和地下式抽水蓄能电站关键技术的研究。
1.2 压缩空气储能电站压缩空气储能电站(compressed air energy storage,CAES)是一种调峰用燃气轮机发电厂,主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气,并将65~1000 kVA VSS 系列、Beacon Power 公司的25 MW 其储藏在典型压力7.5 MPa的高压密封设施内,在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。
在燃气轮机发电过程中,燃料的2/3用于空气压缩,其燃料消耗可以减少1/3,所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%,同时可以降低投资费用、减少排放。
CAES建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站,但其能量密度低,并受岩层等地形条件的限制。
CAES储气库漏气开裂可能性极小,安全系数高,寿命长,可以冷启动、黑启动,响应速度快,主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储能和发电系统备用。
目前,地下储气站采用报废矿井、沉降在海底的储气罐、山洞、过期油气井和新建储气井等多种模式,其中最理想的是水封恒压储气站,能保持输出恒压气体,从而保障燃气轮机稳定运行。
100 MW级燃气轮机技术成熟,利用渠氏超导热管技术可使系统换能效率达到90%。
大容量化和复合发电化将进一步降低成本。
随着分布式能量系统的发展以及减小储气库容积和提高储气压力至10~14 MPa的需要,8~12 MW微型压缩空气蓄能系统(micro-CAES)已成为人们关注的热点[10-11]。
1.3飞轮储能飞轮储能系统由高速飞轮、轴承支撑系统、电动机/发电机、功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附加设备组成。
谷值负荷时,飞轮储能系统由工频电网提供电能,带动飞轮高速旋转,以动能的形式储存能量,完成电能—机械能的转换过程;出现峰值负荷时,高速旋转的飞轮作为原动机拖动电机发电,经功率变换器输出电流和电压,完成机械能—电能转换的释放能量过程。