储能技术的现状与发展

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1、储能技术的现状与发展链接：www.china-nengyuan.com/tech/93004.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com储能技术的现状与发展施祖铭(上海电气输配电集团，200050)【摘要】储能技术是智能电网的重要环节，是智能电网关键支撑技术之一。可再生能源发电和电动汽车的快速发展，给储能产业带来了新的发展机遇。介绍抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能、超级电容器储能、钠硫电池、全钒液流电池和锂离子电池的原理、特点和应用。对它们的储能技术进行比较。我国储能产业发展前景是：抽水蓄能电站进入高峰期，动力电池市场不断扩大，应用于

2、电网的储能技术快速发展和开发大容量电池等。可再生能源发电和电动汽车的快速发展，给储能产业带来了新的发展机遇。未来能源的焦点在能效、可再生能源、储能和可插入电动汽车。智能电网是新能源经济的实施者。智能电网被定义为广义的优化能源链的解决方案，是未来可支撑能源的基础。现在，新能源发电规模迅速扩大，新能源汽车推广使用，智能电网建设快速升温，与之相关的储能技术与装备的发展前景被一致看好。1储能技术是智能电网的重要环节，是智能电网关键支撑技术之一1.1大幅提高电网有效利用可再生能源的能力据世界风能协会统计，2010年底全球风电总装机容量达到了1.9663亿kW；我国2010年累

3、计风电装机容量4473.3万kW，预计到2020年风电装机达1.5亿kW。2010年底，全球光伏发电装机累计达4000万kW；我国2010年光伏发电累计装机容量80万kW，预计到2020年光伏发电装机容量超过2000万kW。大量可再生能源应用(包括分布式电源和集中式电源)，特别是风力发电和太阳能光伏发电都具有随机性、间歇性和波动性，大规模接入将给电网调峰、运行控制和供电质量等带来巨大挑战。储能技术能够有效提升电网接纳清洁能源的能力，解决大规模清洁能源接入带来的电网安全稳定问题。1.2推进电动汽车的规模化应用，有利于节能减排，实现用户侧调节电力需求电动汽车兴起，形成动

4、力储能电池的巨大市场。电动汽车和广泛分布的电动汽车充电站间的双向电力交换——VehicletoGrid(车辆到电网，简称V2G)技术，将成为未来智能电网重要的负荷特性。电动汽车储能电池既吸纳大量电能，又可为电网提供总量巨大的储能能力，实现电能在智能电网和电动汽车间的双向互动。理想中的V2G平台是在非高峰时段充电，在高峰时段放电(售电)，为电网的峰谷负荷调节、旋转备用、电能质量改善和稳定控制提供能量需求。1.3储能技术的应用有利于优化系统的能量管理，提高系统效率和设备利用率电力系统的负荷存在白天高峰和深夜低谷的周期性变化，负荷峰谷差可达最大发电出力的30%～40%，且

5、近年来有增大的趋势。这种峰谷差给发电和电力调度造成一定的困难。目前的电力供应紧张状况大部分出现在夏季负荷高峰期。如果电力系统能够大规模地储存电能，即在晚间负荷低谷时段将电能储存起来，白天负荷高峰时段再将其释放出来，就能在一定程度上缓解缺电状况，减小负荷峰谷差，提高系统效率和输配电设备的利用率，延缓新的发电机组和输电线建设。1.4储能有利于增加系统备用容量，提高电网安全稳定性和电能质量，实现用能经济性，提高综合效益在电力系统发生扰动、电压暂降与短时中断、短路等事故时，储能装置能瞬时吸收或释放能量，使系统中的调节装置有时间进行调整，避免系统失稳，保证优质供电。在系统因故

6、障而停电时，储能装置又可以起到大型不间断电源(UPS)的作用，避免突然停电带来的损失，提高综合经济效益。1.5储能技术在智能电网中的应用分类对智能电网中的储能技术应用分类，国际储能委员会(ESA)列出了表1所示的分类及说明。页面1/8储能技术的现状与发展链接：www.china-nengyuan.com/tech/93004.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com2储能技术简介2.1抽水蓄能电站抽水蓄能使用两个不同水位的水库。谷负荷时，将下位水库中的水抽入上位水库；峰负荷时，利用反向水流发电。抽水储能电站的最大特点是储存能量大，可按任意容量建

7、造，储存能量的释放时间可以从几小时到几天，其效率在70%～85%。2.2压缩空气储能压缩空气储能系统主要由两部分组成：一是充气压缩循环，二是排气膨胀循环。在夜间负荷低谷时段，电动机—发电机组作为电动机工作，驱动压缩机将空气压入空气储存库；白天负荷高峰时段，电动机—发电机组作为发电机工作，储存的压缩空气先经过回热器预热，再与燃料在燃烧室里混合燃烧后，进入膨胀系统中(如驱动燃气轮机)发电。2.3飞轮储能系统飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电。近年来，一些新技术和新材料的应用，使飞轮储能技术取得了突破性进展，例如