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大容量储能及其应用技术现状和发展趋势

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2014-06-24 浏览:

中国储能网讯:储能在新能源接人中的作用从时间维度可以分为短期、中期、中长期和长期的应用,从空间维度可以分为电网侧、新能源发电侧和负荷侧的应用,其中电网侧的应用类型比较丰富。

相关的技术主要包括储能电池本体技术、系统集成技术、并网检测技术、运行控制技术、储能在电力系统中的多功能综合应用技术、广域优化配置(规划)和协调运行控制技术等。

储能电池本体技术是制约储能系统大规模应用的瓶颈,要解决的的关键问题是增强和提高储能器件的能量密度、功率密度、响应时间储能效率、循环性能、经济性和可靠性等。目前的研究热点包括:高容量锂离子电池电极材料设计开发;利用传感等实时监测和先进电源管理技术解决锂电池安全性问题;深入认识锂空电池充放电化学反应过程,开发性质稳定的电解质,优化设计电极结构,实现实用化等方面。

储能系统大规模集成技术包括大容量电池成组技术、变流技术和规模化集成技术三个方面。这三个方面目前存在的问题和今后发展的趋势如下:

1)大容量电池成组技术目前国内外尚没有成熟的标准化的电池成组技术,总体发展趋势是:采用大容量单体电池,降低电池系统串并复杂度;利用电池成组和管理成组技术弥补电池一致性差异;采用基于电池标准模块的储能系统大容量化技术。

2)储能系统用变流技术的难点是:实现控制功能多样化,提高动态和稳态性能;与电池管理系统配合,实现储能电池的优化控制;实现多台变流器并联;通讯接口及协议不统一;缺乏统一的测试标准。未来发展趋势是模块化、标准化和集成化。

3)储能系统规模化集成技术不足是:储能电站的整体效率低于单一储能单元的转换效率2% -5%;储能电站整体响应速度比单一储能单元慢将近一个数量级;储能电站整体出力控制精度小于单一储能单元精度;储能电站的整体循环寿命小于理论预期值。未来发展趋势是模块化、标准化和大容量化。

并网检测方面,美国的几个国家实验室、荷兰KEMA和中国电科院都开展了一些研究,建立了一定的试验检测能力,各自侧重于不同的环节。其技术不足与发展趋势是:检测评价对象和评价环节相对孤立,且尚未针对储能应用的真实工况开展工况适应性和并网特性的测试与评价研究;储能电池的相关评价检测标准尚在讨论中,针对储能电池应用工况和检测标准评价体系的研究还处于初步阶段;需贯通整合现有部分连贯的检测评价环节,建立具备理化特性、基本性能、并网应用特性和工况适应性等四个方面的评价能力,形成完备的储能电池检测评价体系。

运行控制技术包括电池能量管理系统、储能电站中央监控技术、储能电站运行维护技术等三个方面,目前存在的问题和今后发展的趋势如下:

1)电池能量管理系统已进入实际应用阶段,但还不够成熟,性能不够理想。其中SOC的确定是电池能量管理系统中的重点和难点。设计上还有一些技术难点,安全性问题需做大量试验研究。发展趋势是提高抗干扰性、安全性、通用性。

2)储能电站中央监控技术关键问题是有效应对庞大数量的电池状态监测,实现储能单元的实时快速控制及高效能量管理。发展趋势是监控体系结构、通信网络标准化,以及软、硬 件平台通用化。

3)储能电站运行维护技术的工作内容是储能电池本体维护、功率转换系统(PCS)维护、监控系统维护等。发展趋势是自动化、在线维护(不断电、热拔插)。

在新能源接入中的应用技术的关 键问题是在发电侧平抑新能源功率波动和在电网侧利用广域分布的储能系统提高电网接纳新能源的能力。

储能在支持新能源接人中的作用也可以通过其他途径来实现,需综合考虑和比较不同的措施,才能明确特定电网的储能应用需求和可能的应用模式。

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