中国储能网讯:6月21日,第九届中国电工装备创新与发展论坛(主题分布式发电、储能与微电网技术和装备)在北京召开。在会议上中国电科院电工与新材料研究所总工程师惠东先生从储能发展概况、储能在电力系统中的应用、大容量储能及应用技术现状和发展趋势、电力储能技术标准的建设等方面做了分析报告。北极星电力网为网友整理报告内容如下:
储能技术是涉及多学科的不断更新换代的战略性前沿技术。波动性、间歇性可再生能源的大规模接入引发电网稳定性,需要借助储能手段提高接纳能力。传统扩容方式受限于输电走廊布局等资源限制与负荷需求不断增长之间的矛盾,引入储能能有效缓解矛盾,并延缓设备更新投资,提高网络资源和设施利用率。储能引入将提高用户侧分布式能源接入能力、应对灾变能力、保证供电可靠性、满足电能质量需求、削峰填谷。
一、储能发展概况
美国在金融危机之后,已将大规模储能技术定位为振兴经济、实觋能源新政的重要支撑性技术。根据《2009美国复苏与再投资法案》,美国政府在2009年上半年已拨款20亿美元用于支持包括大规模储能在内的电池技术研发。日本一直重视发展储能技术及储能可再生能源领域的应用,目前在钠硫电池、液流电池技术等多个电池技术领域都处于世界领先的地位。德国、澳大利亚、英国、瑞士、韩国等国家在不同储能技术领域取得了世界领先的水平。
2011年全球储能装机是121MW,预计到2021年达到12353MW,总量增长100倍,意味着十年内,将投资1220亿美元开发储能项目。
我国储能产业发展总体落后于发达国家。截至2010年底,我国电力储能总装机约为16.345GW,仅约占全国电力装机总量的1 .7%,世界平均值是3.0%。
2011年,储能专委会的项目数据库先后收集到了国网张北风光储能项目、中国电科院风电储能研究项目等40多个当年实施的储能应用项目,分别贯穿了可再生能源的接入、输配电、分布式发电、微网以及电动汽车充放储换一体化领域。国内储能技术研究及工程应用明显加速,在电力系统中应用也发展较快。示范工程包括核工业西南物理研究院80MW飞轮脉冲发电机组、比亚迪兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站、张北风光储工程。
二、储能在电力系统中的应用
储能技术是电网调峰和促进可再生能源大规模应用的重要手段之一,同时将促进电网的结构形态、规划设计、调度管理、运行控制以及使用方式等发生变革,应用于电力系统发输配用各环节。储能在电网中的应用主要取决于技术本身的成熟度和经济性,以及与电网相关联的交互影响与控制问题。我们重点探讨在电网应用中存在的技术问题。
1. 削峰填谷
我国主要电网的高峰负荷增长速度快,峰谷差逐年增大。储能在削峰填谷中的应用是利用储能系统来缓解高峰负荷快速增长,峰谷差不断增大的情况,是一种灵活的解决方案;即在非峰荷时段对储能系统进行充电以形成有功备用,当峰荷出现时储能系统就可以向电网注入能量,以达到消除短暂的负荷高峰的目的。
2.新能源接入中的应用
将储能系统与新能源发电结合,可以最大限度地发挥光伏发电和风力发电的经济效益,满足系统中电力的供需平衡。储能在风电接人中的应用主要有平滑出力波动;跟踪计划出力,缩减预测功率输出误差;削峰填谷,降低弃风率。
3.电力系统调节
储能用于电力系统调节可实现提高暂态稳定行,抑制振荡,调整电压,要求储能具备秒级-数十分钟的不同时间尺度的全过程随机充放电,对倍率特性有一定要求,同时有一定功率要求。
4.微网、电能质量
微网中多采用多元复合储能技术(功率型与能量型结合),以满足微网并网/孤岛切换时系统稳定运行、可再生能源接入及削峰填谷需求。常见的有蓄电池、电容器等储能技术。满足微网接入的储能技术要求同时具备功率型与能量型的特点,宜选用高密度、小体积的储能技术;用于改善电能质量的储能技术要有一定的响应速度,平滑负荷波动等。
5.我国相关示范工程
1)国家风光储输示范工程
风光储输示范工程一期,风电98.5MW,光伏40MW,电化学储能20MW,配套建设220kV智能变电站一座。自201 1年12月25日,储能电站投运以来,运行平稳、安全,已累计处理电能3230万kW˙h,储能电站的能量转换效率约89%。
经过近两年的试运行表明:储能系统能够满足储能电站监控系统的控制和调度,并实现了出力平滑、跟踪计划发电、参与系统调频、削峰填谷等多项高级应用功能。储能系统可以提高风/光伏电站发电的可预测性、可控性及可调度性。
2)张北电池储能并网试验示范基地
建成于2010年,锂离子电池、液流电池、铅酸电池等储能系统3MW,直接并入35kV电网。是国际上首个开展大容量储能系统并网特性研究与检测的实验室;储能提高可再生电源接入能力的应用技术并网试验平台;多种类型电池储能装置的并网特性试验与检测物理平台。
主要开展工作:提高新能源接入应用工况下,电池储能系统并网特性试验;多类型电池储能联合应用试验;储能电站的综合试验运行。
3)深圳宝清电池储能电站
建成于2011年,安装4MW/16MW磷酸铁锂电池储能系统,用于城市电网开展调峰填谷以及调频运行与试验。
4)辽宁卧牛石风电场液流电池储能示范电站
建成于2012年底,安装5W/10MW全钒液流电池储能系统,是当时世界上规模最大的液流电池储能电站,用于50MW风电场友好接入的运行与试验示范。
5)福建可移动式电池储能示范电站
125kW/250kW˙h可移动式锂离子电池储能电站,安装在用户低压侧用于削减峰值负荷以及应急保电。2011年以来在安溪炒茶负荷侧开展运行,在采茶季节应对高峰用电期间发挥作用。