用于智能电网辅助服务的超级电容器

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1、用于智能电网辅助服务的超级电容器吕洁，销售经理Maxwell简介Maxwell成立于1965年430位员工2012财年公司收入约1.59亿美元纳斯达克上市–代码:MXWL过去5年超级电容器收入实现显著增长！1992Maxwell开始开发超级电容器1995Maxwell推出首款大容量超级电容器2002Maxwell与Montena合并Maxwell生产自己专有的电极2007开始在中国生产2008德国慕尼黑汽车办事处开业生产第100万个大容量UCAP单体(12月8日)SOP首个汽车项目推出ESM模块生产第20

2、0万个大容量UCAP单体(1月28日)继续扩大产能(每季度生产100万个单体)什么是超级电容器器?超级电容器（ultracapacitors,Supercapacitors）、双电层电容器(ElectricDoubleLayerCapacitors)、均为其称谓。工作原理一种具有很大电容器极板面积和很小极间距离的储能装置充/放电时不发生化学反应性能时间常数小于1秒10万至100万次以上的充/放电周期。直流寿命达15年隔膜电极+_++++______++++电极电解质+_++++____++++++++__

3、________++_基础材料生产超级电容器的基本原料是来自椰壳！碾磨活性化Maxwell干电极涂敷辊轧捏合粘合椰子壳烧焦成碳活性碳烘干并粉碎椰壳Maxwell超级电容器插入浸渍密封应用变桨控制系统运行超过10年用于17,500多台风机混合动力公交运行超过10年用于15,000多辆公交仪表板网络稳定运行超过4年用于750,000多辆汽车电网稳定目前已稳定运行1年左右额定功率3兆瓦新！超级电容器可确保电网稳定什么是电网稳定?当一个足够大的负荷在电网上开/关时，会在其周边局部区域造成电压和频率扰动。这些扰动是

4、由于发电机对负荷变化的响应延迟造成的。可以通过增加储能装置满足局部需求波动，直至发电机有时间做出响应，从而减轻这种局部扰动。大型可变负荷导致局部电压和频率扰动增加储能装置可消除此类局部扰动洋山深水港案例研究起重机操作导致局部电网不断发生电压波动该港口位于世界上最长桥梁的一端，架设更大容量输电线路成本高昂上海新港使用超级电容器稳定电压的原因如果满负荷工作，洋山深水港的23台港口起重机的每次用电足以让局部电网发生10至15秒的电压波动由于该港口位于长达20英里的大桥的一端，增大输电线容量会导致成本过高使用储能

5、系统可以减轻起重机操作造成的短时电压波动，从而避免使用更大容量的输电线路超级电容器周期充放电次数多，设计寿命长，因而成为首选洋山深水港案例研究洋山深水港解决方案共选用126个Maxwell生产的125V模块用于储能额定功率3兆瓦储存能量达17.2千瓦时储能时间20秒共采用6,048个Maxwell3000F单体10kV配电系统确保港口电压稳定六个500kW阵列家用电网稳定需求太阳能等可再生能源输出变化很大，会导致局部扰动与港口起重机类似，当太阳能发电站的输出变动快于并网发电响应速度时，也会引起电压和频率扰

6、动。在广泛使用太阳能发电的地区，这种扰动会降低供电质量，给当地用电户造成不利影响。大型可变负荷导致局部电压和频率扰动太阳能等大型可变电源也会导致局部扰动家用电网稳定需求SunPower装机量250兆瓦的加州谷太阳能牧场CAISO：2013年8月18日周日的可再生能源CAISO记录5月份太阳能发电量达到创纪录的1.8GW加州2020年的目标是可再生电源达到33%目前对电网稳定的需求虽小但在迅速增长目前太阳能供电占加州总供电量不到5%，预计到2020年翻一番随着太阳能发电在电网中的普及，会超过发电设备对其输出

7、变动的响应能力电网如何响应变动电网上的负荷如何平衡来源：Eyer,Jim和GarthCorey。电网储能。Sandia国家实验室。2010年2月。南加州Edison的供电质量图来源：电力质量手册。南加州Edison电力质量部。发电机根据负荷的变动进行相应的功率调节，以保持供电质量要在辅助服务市场上销售调节功率(regulationpower)，电厂必须能够随时响应恒定功率调节需求，并在五分钟内调整到所需的输出要求。目前加州独立系统运营商（CaliforniaISO）每天在辅助服务市场上采购350到600兆

8、瓦调整电力（即日峰值发电量的1~1.5%，以维持电力质量标准。为什么可再生能源要求更多辅助服务？来源：LawrenceBerkeley国家实验室的AndrewMills所著《太阳能发电的短期可变性》，2010年10月太阳能发电是一种输出变化很大的电力来源！稍许乌云就会在五分钟内导致输出功率大幅变化一分钟内出现40%的输出变化并不罕见很大程度上与港口起重机相似，太阳能发电的大幅变化会引起局部区域的扰动来源：Lenox，《计算大型