中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能技術(shù)已被視為電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中 “ 采 – 發(fā) – 輸 – 配 –用 – 儲(chǔ) ” 六大環(huán)節(jié)中的重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)后，可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負(fù)荷，不僅可以更有效地利用電力設(shè)備、降低供電成本，還可以促進(jìn)可再生能源的應(yīng)用，也可作為提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)的一種手段。隨著我國(guó)電網(wǎng)大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的形成，以及可再生能源發(fā)電比例的快速增長(zhǎng)，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)確保大電網(wǎng)安全性和可靠性、加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng)峰谷負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、提高輸變電能力、改善電能質(zhì)量等方面有著重要的作用。該文論述了大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)及其研發(fā)和應(yīng)用狀況，并著重介紹了兆瓦級(jí)大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)狀況和應(yīng)用實(shí)例，并基于我國(guó)能源布局、電力系統(tǒng)特點(diǎn)和中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，從需求、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)綜合分析和探討了我國(guó)電力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的方向和研發(fā)重點(diǎn)。
論文對(duì)大規(guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用具有較好的指導(dǎo)作用。具有高度的前瞻性和先進(jìn)性，學(xué)術(shù)水平較高，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域研究工作的開展具有重要的指導(dǎo)作用。
目的
儲(chǔ)能已被視為電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)節(jié)中的重要組成部分。各類型儲(chǔ)能在技術(shù)特性和經(jīng)濟(jì)性方面有著明顯區(qū)別，在電力系統(tǒng)中也有著不同的應(yīng)用方向。隨著我國(guó)電網(wǎng)大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的形成，以及可再生能源發(fā)電比例的快速增長(zhǎng)，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)確保大電網(wǎng)安全性和可靠性、加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng)峰谷負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、提高輸變電能力、改善電能質(zhì)量等方面有著重要的作用。本文對(duì)各類儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行探討。
方法
分別介紹了抽水蓄能電站、壓縮空氣儲(chǔ)能電站、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能及電池儲(chǔ)能的基本原理及其技術(shù)特點(diǎn)，包括效率、功率密度、能量密度等技術(shù)特征。陳述了各類型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化情況和技術(shù)發(fā)展方向，指出各類型儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用方向。根據(jù)各類型儲(chǔ)能在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況，介紹了典型示范工程的基本參數(shù)、技術(shù)特點(diǎn)和功用。分析了我國(guó)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，提出我國(guó)電力儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展方向和研究重點(diǎn)。
結(jié)果
抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的一種儲(chǔ)能技術(shù)，用于電力系統(tǒng)峰谷調(diào)節(jié)、頻率控制、提供備用容量等。抽水蓄能技術(shù)趨向變速調(diào)節(jié)、無(wú)人化管理和集中監(jiān)控方向發(fā)展。壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)已有商業(yè)化示范電站，用于系統(tǒng)調(diào)峰、備用電源等場(chǎng)合。隨著分布式電源的應(yīng)用，8～12MW微型壓縮空氣蓄能系統(tǒng)(micro-CAES)得到關(guān)注。多家公司開發(fā)了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)系列產(chǎn)品，用于電能質(zhì)量控制、系統(tǒng)調(diào)峰等。磁懸浮軸承、飛輪大型化、高速化以及高軸載荷密度是飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能(SMES)已在一些國(guó)家得到初步應(yīng)用，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力、提高電能質(zhì)量等方面發(fā)揮作用。高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體研發(fā)、高場(chǎng)磁體繞組力學(xué)支撐、與柔性輸電技術(shù)結(jié)合、投資和運(yùn)行成本的進(jìn)一步降低是SMES需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。超級(jí)電容器已經(jīng)歷三代產(chǎn)品發(fā)展，多用于短時(shí)間、大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，如電壓支撐等，第四代產(chǎn)品正在開發(fā)中。電池儲(chǔ)能中，鉛酸電池、鎳鎘電池由于容量衰減、環(huán)境污染等問(wèn)題受到限制。液流電池和鈉硫電池以高能量密度、高循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)具有廣范應(yīng)用前景，已有多項(xiàng)示范工程并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)作，可在平滑負(fù)荷、備用電源、系統(tǒng)調(diào)峰等方面發(fā)揮作用。
我國(guó)電力資源和負(fù)荷分布不均的現(xiàn)狀使長(zhǎng)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)成為必要，已形成了“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的格局。我國(guó)電力系統(tǒng)具有以下需求：
(1)確保大電網(wǎng)的安全性和可靠性；
(2)加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng)峰谷負(fù)荷的自調(diào)節(jié)性；
(3)提高輸變電能力，解決跨區(qū)域供需矛盾；
(4)提高供電可靠性，改善用戶電能質(zhì)量;
(5)滿足大規(guī)模可再生能源發(fā)電接入的需要。
針對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)需求，根據(jù)各類儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)成熟度，建議國(guó)內(nèi)電力儲(chǔ)能技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用圍繞以下方面展開：
(1)以可再生能源系統(tǒng)應(yīng)用為切入點(diǎn)，開發(fā)百kW級(jí)全釩液流電池及MW級(jí)鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，為區(qū)域電網(wǎng)平滑負(fù)荷、提高配電網(wǎng)供電可靠性奠定基礎(chǔ)；
(2)以液氮溫區(qū)運(yùn)行SMES研究為重點(diǎn)，提高我國(guó)大電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性，抑制低頻振蕩，提高輸電能力；
(3)加快GW級(jí)抽水蓄能混合式電站建設(shè)，滿足大電網(wǎng)調(diào)峰和緊急事故備用的現(xiàn)實(shí)需要。
結(jié)論
在電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能方式的選擇需考慮其額定功率、工作時(shí)間、技術(shù)成熟度、系統(tǒng)成本、環(huán)境條件等多種因素。針對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)大區(qū)域遠(yuǎn)距離互聯(lián)，以及再生能源接入引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性、備用容量、電能質(zhì)量等方面的問(wèn)題，當(dāng)前應(yīng)致力于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。
重要圖表
