电池储能系统及应用设计.pdf

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1、电池储能系统及典型应用设计叶季蕾博士、高级工程师清洁能源发电研究所2011-10报告内容一电能存储技术概述二电池储能技术现状及应用模式三电池储能系统应用关键技术四电池储能系统典型结构和设计原则五电池储能系统的典型应用设计六国网电力科学研究院储能技术的相关工作一.电能存储技术概述什么是电能存储？电能存储的需求及作用电能存储的发展与规划电能存储技术及现状什么是电能存储？机械能电能化学能电磁能等其他能量形式用于电力系统的电能存储应具备：可存可放、可调度、可控制电能存储的需求及作用需求一：电网发展

2、面临的挑战需求二：可再生能源大规模发展截止2010年，PV装机达800MW，“十二五”截止2010年，中国风电总装机容量达期间，光伏发电装机目标5GW。44733.29MW，“十二五”风电装机目标90GW；到2020年，风电规划装机1.5亿kW。《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》《“十二五”可再生能源发展规划》征求意见稿需求三：智能电网的建设大电网微电网用配变输发电电电电电环环环环环节节节节节削峰填谷削峰填谷削峰填谷削峰填谷调频调峰调频调峰新能源接入新能源接入备用电源备用电源安全可靠、经济高效、清洁

3、环保、透明开放、友好互动储能可发挥的作用储能可发挥的作用削后备电源峰填削峰填谷谷作用划分调峰调频新能源新能源接入接入电能存储的发展与规划智能电网建设坚强信息化、自动化、互动化新能源新材料战产业产业略新储能节能环保兴生物技术产业产产业业发新能源汽信息技术展车产业产业《战略性新兴产业发展“十二五”规划》电能存储技术及现状（一）分类物理储能：抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能电磁储能：超导储能超级电容储能高密度电容储能相变储能：冰蓄冷储能电化学储能：铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、液流（二）占比EPRI：Elect

4、ricEnergyStorageTechnologyOptions:APrimeronApplications,Costs&Benefits,December2010（三）技术成熟度技术成熟，实现商业化应用——抽水蓄能、铅酸电池储能、压缩空气和低速飞轮产业化初期或示范阶段：钠硫电池、液流电池、锂离子电池、镍镉/氢、超级电容器储能、小型超导磁储能研究阶段：大型超导磁等（四）效率和寿命效率：超级电容器、锂离子电池>飞轮>钠硫、液流、铅酸>抽水蓄能、压缩空气>镍镉等寿命超级电容器、飞轮、抽水蓄能、压缩空

5、气>液流、钠硫、锂离子、镍镉>铅酸（五）适用场合（1）电能质量、UPS、系统稳定（毫秒至秒级）——保证电能质量、系统稳定和防止供电中断（如飞轮、超级电容器等）（2）后备电源（秒级至分钟级）——当供电转移时保证供电不间断（3）能量管理（分钟至小时级）——适应负荷的需要（抽水蓄能、压缩空气储能、电池储能等）小结从储能系统的从储能系统的规模规模、、造价成本造价成本、、运行维护成本运行维护成本、、运行安运行安全和可靠性全和可靠性、、储能装置自身特性储能装置自身特性考虑考虑：：（（11））大容量储能的主力大容量

6、储能的主力————抽水蓄能抽水蓄能（（22））钠硫电池钠硫电池、、液流电池液流电池、、锂离子电池锂离子电池————巨大的发展巨大的发展前景和应用潜力前景和应用潜力（（33））超级电容器超级电容器、、飞轮储能飞轮储能————根据具体应用场合根据具体应用场合，，配配合使用合使用（（44））超导磁储能超导磁储能————自主研发低温材料等关键技术自主研发低温材料等关键技术二.电池储能技术现状及应用模式各类电池储能技术特性比较各类电池储能应用现状大容量电池储能的应用模式（一）各类电池储能技术特性比较能量密

7、度功率密度典型放电储能电池种类特点应用场合(Wh/kg)(W/kg)额定功率时间几电能质量、备用技术成熟，成本较小；种铅酸电池30-5075-300kW-几十MW1min~3hr电源、黑启动、寿命低，环保问题典新能源并网型电能质量、削峰比能量高，成本高，成的锂离子电池75-200150-315kW-MW分钟-小时填谷、电网调频、组应用技术有待改进储新能源并网能电池循环寿命长，可深电能质量、备用电VRB电池10-30~305kW~100MW1~20hr度放电，适于组合，但电源、削峰填谷、池储能密度低新能

8、源并网特电能质量、备用点比能量较高，成本高、钠硫电池150~240150~230100kW-100MW数小时电源、削峰填谷、及运行安全问题有待改进新能源并网应用成本较低，可深度放电，能量密度高，体积削峰填谷，新能锌溴电池~700~50几十kW~MW数小时小于VRB，但溴电解液源并网的安全性和自放电有待改进当今的焦点之一：锂离子电池（二）各类电池储能应用现状国外大型铅酸电池储能系统及用途额定功率/容量系统名称位置作用安装时间(MW/MWh)BEWAGBer