储能技术分类概述.pdf

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1、储能技术分类概述（一）储能的定义及分类1.储能的定义储能是通过特定的装臵或物理介质将不同形式的能量通过不同方式储存起来，以便以后在需要时利用的技术。储能主要是指电能的储存。储能又是石油油藏中的一个名词，代表储层储存油气的能力。储能本身不是新兴的技术，但从产业角度来说却是刚刚出现，正处在起步阶段。广义的电力储能技术是指为实现电力与热能、化学能、机械能等能量之间的单向或双向存储设备，所有能量的存储都可以称为储能。传统意义的电力储能可定义为实现电力存储和双向转换的技术，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能、电池储能等，利用这些储能

2、技术，电能以机械能、电磁场、化学能等形式存储下来，并适时反馈回电力网络。能源互联网中的电力储能不仅包含实现电能双向转换的设备，还应包含电能与其他能量形式的单向存储与转换设备。在能源互联网背景下，广义的电力储能技术可定义为实现电力与热能、化学能、机械能等能量之间的单向或双向存储设备。如图１所示，电化学储能、储热、氢储能、电动汽车等储能技术围绕电力供应，实现了电网、交通网、天然气管网、供热供冷网的“互联”。其中，电化学储能和电动汽车实现了电力双向转换，用双框线标出，其余用单框线标出，图中箭头的方向表示能量流动的方向，ＦＣＥＶ表示燃料电池电动

3、汽车，ＢＥＶ表示电化学电池电动汽车。图1：能源互联网中的电力储能技术除储能设备外，还包含了热电联供机组、燃料电池、热泵、制氢等能源转换设备。储能和能源转换设备共同建立了多能源网络的耦合关系。在实际应用中，二者常进行一体化设计，难以区分，因此本文将具有储能能力的电力转换设备也纳入广义电力储能的范畴。图中，通过新能源发电实现风、光、潮汐、地热等主要一次能源向电能的转换。在电网传输和消纳能力的限制下，部分新能源发电将通过制氢、制热等方式进行转换，部分新能源发电以电化学储能等双向电力储能设备存储并适时返回电网。在各电力储能技术的支撑下，新能源发

4、电与热电联供机组、燃料电池、热泵等转换设备协调运行，实现了新能源高效利用目标下，以电能为核心的多能源生产和消费的匹配。2.储能按技术原理分类按照技术原理划分，储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅蓄电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能等）三大类。其中：最成熟的是抽水蓄能、铅蓄电池；正处于示范推广阶段的是飞轮储能、压缩空气储能、锂电池；发展处于初期的技术有铝空气电池、液流电池、钠硫电池、固态电池、燃料电池、超导磁蓄能、超级电容等。表1：各类储能的特点额定

5、功率典型额定功种类下的放电特点应用场合率时间适用于大规模储能，技调峰、日负荷调节、抽水100~3000MW4~10h术成熟。响应慢，受地频率控制，系统备蓄能理条件限制用机压缩适用于大规模储能，技调峰、调频，系统械空气10~300MW1~20h术成熟。响应慢，受地备用，平滑可再生储储能理条件限制能源功率波动能调峰、频率控制、飞轮寿命长，比功率高，无0.002~3MW1~1800s不间断电源、电能储能污染质量控制超导响应快，比功率高，低输配电稳定、抑制磁储0.1~100MW1~300s电温条件，成本高震荡能磁储超级能电容响应快，比功率高，成

6、0.01~5MW1~30s电能质量控制器储本高，比能量低能铅蓄几千瓦至几几分钟至技术成熟，成本低，寿电备用电源、黑启动电池万千瓦几小时命短，存在环保问题化学寿命长，可深度放电，备用电源，能量管储液流0.05~100MW1~20h便于组合，环保性能好，理，平滑可再生能能电池储能密度稍低源功率波动比能量与比功率高，高电能质量控制，备钠硫0.1~100MW数小时温条件，运行安全问题用电源，平滑可再电池有待改进生能源功率波动锂离比能量高，循环特性好，电能质量控制，备几千瓦至几几分钟至子电成组寿命有待提高，安用电源，平滑可再万千瓦几小时池全问题有

7、待改进生能源功率波动（1）物理储能a.抽水储能抽水蓄能电站配备上、下游两个水库，负荷低谷电能富余时，将下游水库的水抽到上游水库保存；负荷高峰电能缺口时，利用储存在上游水库中的水发电。抽水蓄能是目前存储大规模电力技术最成熟、成本效益最好的储能技术，也是当前惟一广泛采用的大规模能量存储技术，世界总装机容量已超过150,000MW。图2：抽水蓄能工作原理抽水蓄能电站将电网负荷低时的多余电能转变为电网高峰时期的高价值电能，适用于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，并且宜为备用电源，效率较高，储能容量大。缺点是其受地理条件、转化效率等方面的制约

8、较大，响应时间是分钟级，应对电网负荷波动能力较差，同时投资周期较大，抽蓄损耗和线路损耗均较大。抽水蓄能电站能够用于黑启动、控制电网频率、提供备用容量和提高火电站和核电站的运行效率等方面。b.压缩空气储能压缩