储能技术及其在新型电力系统中的应用研究

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1、文劲宇华中科技大学储能技术及其在新型电力系统中的应用研究主要内容一、大规模风电并网二、多元复合储能技术三、新型电力系统四、HUST储能研究进展简介主要内容一、大规模风电并网二、多元复合储能技术三、新型电力系统四、HUST储能研究进展简介大规模风电并网：风电的快速发展2008：世界最大风电装机国25GW2030年，20%的风电300GWIncreasingWindEnergy'sContributiontoU.S.ElectricitySupply(DoEReport,2008)美国：大规模风电并网：风电的快速发展2009年底

2、:20GW,其中：并网：16.13GW(80.07%)非并网：3.87GW(19.35%)2010年底：30GW（预计）2020年底：100GW（预计）中国：《可再生能源中长期发展规划》：2010年，5GW；2020年：30GW国家能源局规划：2010年：2千万千瓦；2020年：1亿千瓦，超过总装机的8％；7个千万千瓦级的“风电三峡”大规模风电并网：风电的快速发展欧洲：20:20:20targetsbyYear202020%温室气体排放减少20%可再生能源增加20%能耗减少风电为代表的可再生能源规模化利用成为全球趋势！3月6月

3、9月11月大规模风电并网将使电力系统的特性发生深刻的变化！大规模风电并网：风电的特性：随机、波动发电（稳定、可控）输配电用电（随机，不可控）发电侧输出功率稳定且可控，用电侧负荷随机性大：一组随机变量电能难以大规模存储：发－输－用三个环节功率实时平衡因故障导致系统功率严重失衡时，切机切负荷：被动致稳火电水电核电大规模风电并网：传统电力系统的特点发电侧输出功率和用电侧负荷都存在随机性：两组独立随机变量电能难以大规模存储：功率失衡可能成为电网的一种常态，严重威胁电网安全发电（随机）用电（随机）火电水电核电风电电网对大规模风电的接入持

4、非常谨慎的态度！大规模风电并网：现代电力系统的新特点可再生能源法：全额收购；可再生能源法修正案：全额保障性收购能接纳多大比例的风电→在高比例风电条件下如何保证电力系统的安全运行大型风电场并网技术已成为可再生能源规模利用的瓶颈！？大规模风电并网：风电的穿透功率提高电网调度能力和水平：有调节能力的水电、火电提高风电预测精度，为电网调度提供技术支持提高风电机组的技术水平：低电压穿越能力、有功调节、无功调节、电压控制利用储能技术应对风电的随机和波动（可再生能源法修正案：发展和应用智能电网、储能等技术，……提高吸纳可再生能源电力的能力）

5、大规模风电并网：风电并网技术主要内容一、大规模风电并网二、多元复合储能三、新型电力系统四、HUST储能研究进展简介抽水蓄能先进蓄电池储能飞轮储能超导磁储能超级电容器储能压缩空气储能多元复合储能抽水蓄能：大容量、大功率核电和抽水蓄能将在未来电力系统中发挥重要作用！为火电和核电机组提供稳定的负荷2008年发电量：世界：17％，中国：2％核电装机：2020年，1.1％↑5％，60GW抽水蓄能装机：2020年，5％特性：静止→满载2～2.5min空载→满载30～35s技术较成熟，受地理条件限制多元复合储能蓄电池：中等规模，易分散安装钠

6、硫电池、液流电池、锂电池提高容量、充放电速度及次数降低成本，增强环保多元复合储能单个飞轮储能系统能量存储模块能量转化模块多元复合储能：飞轮储能电气最大持续输出功率：250kW；最大输出能量：25kWh外接电网电压：DC800V；旋转损耗：＜2%设计年限：20年；响应时间：ms物理飞轮：直径91cm，高152cm；重1360kg变换器模块：大小91cm×61cm×46cm；重68kg环境工作温度范围：-40~+50℃；防震标准：4级以下地震湿度限制：95%（非冷凝）；安装地点：地面混凝土上或拖车内多元复合储能：美国BeaconP

7、ower公司室内固定式飞轮储能系统矩阵多元复合储能：美国BeaconPower公司车载式飞轮储能系统矩阵多元复合储能：美国BeaconPower公司调频电站：40MW/10kkWh40个车载式飞轮矩阵构成，40MW持续15min，预期寿命20年；占地面积减少提供有效动态无功补偿，提高电压稳定性提供低成本的频率控制增大系统阻尼提供15min可靠的后备电源减小传输拥挤不消耗燃料、不产生废气多元复合储能：美国BeaconPower公司多元复合储能：美国ActivePower公司F-UPS消除了传统UPS中的蓄电池部分，可靠性达99.

8、99999％（5min/年）；效率96％（传统UPS最高为93%）；维护工作量小、成本低；占地面积仅为蓄电池型UPS的1/4，能量密度高；可扩展性强：单系统120kVA－3.6MVA；无限次数充放电，充电速度快；工作寿命长：产品使用寿命超过为20年；对环境温度要求低（启动温度