中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：6月21日，第九屆中國(guó)電工裝備創(chuàng)新與發(fā)展論壇(主題分布式發(fā)電、儲(chǔ)能與微電網(wǎng)技術(shù)和裝備)在北京召開。在會(huì)議上中國(guó)電科院電工與新材料研究所總工程師惠東先生從儲(chǔ)能發(fā)展概況、儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用、大容量?jī)?chǔ)能及應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、電力儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)等方面做了分析報(bào)告。北極星電力網(wǎng)為網(wǎng)友整理報(bào)告內(nèi)容如下：
儲(chǔ)能技術(shù)是涉及多學(xué)科的不斷更新?lián)Q代的戰(zhàn)略性前沿技術(shù)。波動(dòng)性、間歇性可再生能源的大規(guī)模接入引發(fā)電網(wǎng)穩(wěn)定性，需要借助儲(chǔ)能手段提高接納能力。傳統(tǒng)擴(kuò)容方式受限于輸電走廊布局等資源限制與負(fù)荷需求不斷增長(zhǎng)之間的矛盾，引入儲(chǔ)能能有效緩解矛盾，并延緩設(shè)備更新投資，提高網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)施利用率。儲(chǔ)能引入將提高用戶側(cè)分布式能源接入能力、應(yīng)對(duì)災(zāi)變能力、保證供電可靠性、滿足電能質(zhì)量需求、削峰填谷。
一、儲(chǔ)能發(fā)展概況
美國(guó)在金融危機(jī)之后，已將大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)定位為振興經(jīng)濟(jì)、實(shí)覡能源新政的重要支撐性技術(shù)。根據(jù)《2009美國(guó)復(fù)蘇與再投資法案》，美國(guó)政府在2009年上半年已撥款20億美元用于支持包括大規(guī)模儲(chǔ)能在內(nèi)的電池技術(shù)研發(fā)。日本一直重視發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)及儲(chǔ)能可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用，目前在鈉硫電池、液流電池技術(shù)等多個(gè)電池技術(shù)領(lǐng)域都處于世界領(lǐng)先的地位。德國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、瑞士、韓國(guó)等國(guó)家在不同儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域取得了世界領(lǐng)先的水平。
2011年全球儲(chǔ)能裝機(jī)是121MW，預(yù)計(jì)到2021年達(dá)到12353MW，總量增長(zhǎng)100倍，意味著十年內(nèi)，將投資1220億美元開發(fā)儲(chǔ)能項(xiàng)目。
我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。截至2010年底，我國(guó)電力儲(chǔ)能總裝機(jī)約為16.345GW，僅約占全國(guó)電力裝機(jī)總量的1 .7%，世界平均值是3.0%。
2011年，儲(chǔ)能專委會(huì)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫先后收集到了國(guó)網(wǎng)張北風(fēng)光儲(chǔ)能項(xiàng)目、中國(guó)電科院風(fēng)電儲(chǔ)能研究項(xiàng)目等40多個(gè)當(dāng)年實(shí)施的儲(chǔ)能應(yīng)用項(xiàng)目，分別貫穿了可再生能源的接入、輸配電、分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)換一體化領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)研究及工程應(yīng)用明顯加速，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用也發(fā)展較快。示范工程包括核工業(yè)西南物理研究院80MW飛輪脈沖發(fā)電機(jī)組、比亞迪兆瓦級(jí)磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能電站、張北風(fēng)光儲(chǔ)工程。
二、儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
儲(chǔ)能技術(shù)是電網(wǎng)調(diào)峰和促進(jìn)可再生能源大規(guī)模應(yīng)用的重要手段之一，同時(shí)將促進(jìn)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度管理、運(yùn)行控制以及使用方式等發(fā)生變革，應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)。儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的應(yīng)用主要取決于技術(shù)本身的成熟度和經(jīng)濟(jì)性，以及與電網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的交互影響與控制問題。我們重點(diǎn)探討在電網(wǎng)應(yīng)用中存在的技術(shù)問題。
1. 削峰填谷
我國(guó)主要電網(wǎng)的高峰負(fù)荷增長(zhǎng)速度快，峰谷差逐年增大。儲(chǔ)能在削峰填谷中的應(yīng)用是利用儲(chǔ)能系統(tǒng)來緩解高峰負(fù)荷快速增長(zhǎng)，峰谷差不斷增大的情況，是一種靈活的解決方案;即在非峰荷時(shí)段對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電以形成有功備用，當(dāng)峰荷出現(xiàn)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)就可以向電網(wǎng)注入能量，以達(dá)到消除短暫的負(fù)荷高峰的目的。
2.新能源接入中的應(yīng)用
將儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源發(fā)電結(jié)合，可以最大限度地發(fā)揮光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，滿足系統(tǒng)中電力的供需平衡。儲(chǔ)能在風(fēng)電接人中的應(yīng)用主要有平滑出力波動(dòng);跟蹤計(jì)劃出力，縮減預(yù)測(cè)功率輸出誤差;削峰填谷，降低棄風(fēng)率。
3.電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)
儲(chǔ)能用于電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)提高暫態(tài)穩(wěn)定行，抑制振蕩，調(diào)整電壓，要求儲(chǔ)能具備秒級(jí)-數(shù)十分鐘的不同時(shí)間尺度的全過程隨機(jī)充放電，對(duì)倍率特性有一定要求，同時(shí)有一定功率要求。
4.微網(wǎng)、電能質(zhì)量
微網(wǎng)中多采用多元復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)(功率型與能量型結(jié)合)，以滿足微網(wǎng)并網(wǎng)/孤島切換時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、可再生能源接入及削峰填谷需求。常見的有蓄電池、電容器等儲(chǔ)能技術(shù)。滿足微網(wǎng)接入的儲(chǔ)能技術(shù)要求同時(shí)具備功率型與能量型的特點(diǎn)，宜選用高密度、小體積的儲(chǔ)能技術(shù);用于改善電能質(zhì)量的儲(chǔ)能技術(shù)要有一定的響應(yīng)速度，平滑負(fù)荷波動(dòng)等。
5.我國(guó)相關(guān)示范工程
1)國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程
風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程一期，風(fēng)電98.5MW，光伏40MW，電化學(xué)儲(chǔ)能20MW，配套建設(shè)220kV智能變電站一座。自201 1年12月25日，儲(chǔ)能電站投運(yùn)以來，運(yùn)行平穩(wěn)、安全，已累計(jì)處理電能3230萬kW˙h，儲(chǔ)能電站的能量轉(zhuǎn)換效率約89%。
經(jīng)過近兩年的試運(yùn)行表明：儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠滿足儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)的控制和調(diào)度，并實(shí)現(xiàn)了出力平滑、跟蹤計(jì)劃發(fā)電、參與系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷等多項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用功能。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提高風(fēng)/光伏電站發(fā)電的可預(yù)測(cè)性、可控性及可調(diào)度性。
2)張北電池儲(chǔ)能并網(wǎng)試驗(yàn)示范基地
建成于2010年，鋰離子電池、液流電池、鉛酸電池等儲(chǔ)能系統(tǒng)3MW，直接并入35kV電網(wǎng)。是國(guó)際上首個(gè)開展大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)特性研究與檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室;儲(chǔ)能提高可再生電源接入能力的應(yīng)用技術(shù)并網(wǎng)試驗(yàn)平臺(tái);多種類型電池儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)特性試驗(yàn)與檢測(cè)物理平臺(tái)。
主要開展工作：提高新能源接入應(yīng)用工況下，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)特性試驗(yàn);多類型電池儲(chǔ)能聯(lián)合應(yīng)用試驗(yàn);儲(chǔ)能電站的綜合試驗(yàn)運(yùn)行。
3)深圳寶清電池儲(chǔ)能電站
建成于2011年，安裝4MW/16MW磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于城市電網(wǎng)開展調(diào)峰填谷以及調(diào)頻運(yùn)行與試驗(yàn)。
4)遼寧臥牛石風(fēng)電場(chǎng)液流電池儲(chǔ)能示范電站
建成于2012年底，安裝5W/10MW全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，是當(dāng)時(shí)世界上規(guī)模最大的液流電池儲(chǔ)能電站，用于50MW風(fēng)電場(chǎng)友好接入的運(yùn)行與試驗(yàn)示范。
5)福建可移動(dòng)式電池儲(chǔ)能示范電站
125kW/250kW˙h可移動(dòng)式鋰離子電池儲(chǔ)能電站，安裝在用戶低壓側(cè)用于削減峰值負(fù)荷以及應(yīng)急保電。2011年以來在安溪炒茶負(fù)荷側(cè)開展運(yùn)行，在采茶季節(jié)應(yīng)對(duì)高峰用電期間發(fā)揮作用。
