电力电池储能系统应用与展望

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1、电力电池储能系统应用与展望链接：www.china-nengyuan.com/tech/90269.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com电力电池储能系统应用与展望董晓文，何维国，蒋心泽，王佳斌，钱晨巍(上海市电力公司技术与发展中心，上海200025)摘要：阐述了电力电池储能系统规模化的集成技术和接入技术的研究和应用现状。分析了我国电力电池储能系统存在的主要问题，从需求、技术和经济的角度出发，指出了我国储能产业的发展前景，提出了促进大容量储能产业发展的政策建议。近几十年来，储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电信等部门的重视。电池储能技术的研究与应用在国

2、内外已经取得了较多进展，已从电池本体及小容量电池储能系统的研究与应用发展为大容量、规模化电池储能系统的研究与应用。1电力电池储能系统与电力系统的关系当前，电力电池储能系统已被视为电力系统安全经济运行的重要环节(见图1)。电力电池储能系统主要应用在电力系统运行中的削峰填谷、新能源接入、电能质量改善和应急电源4个方面。受发电设备固有惯性和运行经济性限制，传统的发电方式(水电、火电、核电)自身具有大规模、连续性的特点，而用电负荷固有的随机性和间断性造成了二者之间存在必然的矛盾。虽然可以通过加强电源和电网的建设与投资来解决，但这将导致发电、输电和变电设备的利用效率大大降低并严重影响一次能源的利用效率

3、和电厂的运行经济性。新型能源(风能、太阳能)的大规模开发和利用，将使这一矛盾进一步加剧和恶化。因此，亟需突破储能相关的关键[1－3]技术，开发大容量、规模化电池储能系统，以提高一次能源和输变电设备的利用效率，减低温室气体排放。电力电池储能系统主要实现能量的储存、释放或快速功率交换，一般由2个系统组成：由电池模块组成的储能电池系统(BESS)；由电力电子器件组成的能量转换系统(或称电网接入系统)。电网接入系统主要实现以下功能：①充放电控制；②交流－直流双向变换、直流－直流变换；③功率调节和控制；④运行参数检测和监控；⑤安全防护等。应用于电力系统中大容量、规模化电池储能系统的相关技术，主要包括规

4、模化系统集成技术和规模化系统接入技术。2电力电池储能规模化系统集成技术电力电池储能系统的规模化系统集成技术，根据其应用情况可以分为大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。2.1大规模集中式储能系统大规模集中式储能系统以能量转换和电力系统削峰填谷功能为主，以实现电力系统的经济运行，其储能方式有抽水蓄能、压缩空气储能等。类储能电站一般规模较大(数兆瓦至数百兆瓦级)，经常在有核电站、大型风电场和以火电为主的电力系统中应用，以满足调峰、快速备用、辅助服务和经济运行的要求。其优点是容量大，运行成本较低；缺点是受自然条件(选址)的约束较大。以前对这类储能系统的研究主要考虑与核电和大规模火电基地的配合

5、调度较多，与大规模太阳能发电、风力发电等的配合较少。2.2大规模分布式储能系统大规模分布式储能系统以平抑电源功率随机波动、维持局部电网或微型电网安全稳定运行为主，经常与可再生能源(如太阳能、风能等)配合使用，其储能方式有蓄电池、超级电容器、超导磁储能、旋转飞轮储能等。这类储能电站一般规模较小(千瓦至兆瓦级)，但如广泛应用，仍可占电力系统容量的相当比例并形成规模。其优点页面1/4电力电池储能系统应用与展望链接：www.china-nengyuan.com/tech/90269.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com是布局灵活，可建在负荷中心；缺点是容量偏小、单位容量的投

6、资较大。学术界对大规模分布式储能的研究刚刚开始。3电力电池储能规模化系统接入技术电力电池储能系统规模化系统接入技术，目前根据其电网接入点应用情况可以分为以下4类：①新能源发电侧储能入网接入技术；②配电网储能入网接入技术；③用户侧储能入网接入技术；④电动汽车入网接入技术。3.1新能源发电侧储能入网接入技术将电池储能系统用于新能源发电侧，可使新能源功率稳定，提高电网安全性和经济性。近几年，新能源发电发展迅猛，根据国家能源战略，到2020年，风力发电和光伏发电的总装机容量将分别达到1.5亿kW和3000万kW。由于风力发电、光伏发电、地热发电等功率变动大，发电与用电需求不同步，因此储能系统将成为可

7、再生能源发电设备中必不可少的辅助装备。有了储能装置的配合，这些不稳定的、与用电需求不同步的分布式发电设备才有可能向电网和用户稳定地供电。因此，新能源发电的快速发展对电池储能系统提出了更高的技术要求，也提供了更多的需求。3.2配电侧储能入网接入技术将电池储能系统用于城市负荷中心区域的配电侧，可以减少用于发电、输电、变电、配电设备的投资，提高现有电力设备的利用率，降低发电煤耗、供电损耗以及提高供电可靠性。随着城市