大规模储能技术在电力系统中的应用前景解析.pdf

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1、垫堑』塑坠垒塑墅塞篁』竺塞旦生辽酉建挝电氢王猩大规模储能技术在电力系统中的应用前景解析■张丽霞囊国家新闻出版广电总局七二五台，山西晋中031308摘要：本文对各国关于储能技术的应用情况以及发展规划进行了调查和研究，明确了各个国家在蓄能技术方面的研究情况。综述了当前蓄能技术发展和应用的问题，同时分析了该技术的应用前景。关键词：大规模储能技术电力系统应用前景薹1蓁}～I～萱。置I+量．-。I．i

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3、}妻妻曩!图1各国电力生产的结构我国电力结构中，火力发电比例占据74％，其中煤电居多⋯。而发达国家电力架构中，油、气、核电比重较大。其中西班

4、牙风力占17％的比重[2]。因为风力反调节性以及有效性难以预测，电力系统的调峰难度较大，必须配备相应的后备容量以及调峰电源。我国系统装机容量以及总用电量大大超过美国等国家，负荷迅速发展。另外，西班牙呈现高达125％装机冗，而我国呈现为66％，这体现了为满足大规模负荷高峰供电、风电并网安全、故障备用以及安全维修等，设置了数目众多的调峰以及后备电源Ljj。1．2可再生能源发展以及规划各个国家对于新能源发电进行科学、长远的规划以及布置。预计在2020年，我国风、水、太阳能、生物质发电等清洁能源消耗比重会到达16％，同时温室气体排放量会降低

5、65％。日本因为地震以及核电站事故的因素，能源规划并不明确；英国未来风力发电会实现25％左右；美国到2026年风力以及太阳能装机分别完成40GW、11GW。大规模风力和太阳能发电并网运转会极大的冲击电网，严重影响电网的平稳运转。储能技术可以显著提升电网柔性，也可以使地区电网对风力以及光伏发电消纳能力显著提升，这项技术具备较高的自动性、调能力、反应速度以及便于电网进行调速。储能系统容量巨大，可以使循环能源发电更好的控制和调节，使电网的接纳能力提升。可再生能源使用逐渐广泛，蓄能技术的应用也更加更加广泛。2各种储能技术的发展以及成本2．1

6、储能技术的发展站在技术成熟角度分析，当前应用较为成熟的储能技术有抽水蓄能以及铅酸电池，而液流电池、钠硫电池等技术相对成熟，但是依然处在产业化初始阶段，并没有进行广泛推行。需要进一步检验技术的稳定性以及效益。关于能量以及功率密度，电池蓄能的密度较高，钠硫电池密度达到·204·200W·h／kg；飞轮、抽水、超导瓷储能基本都不足30Wh·kg。而后面几种电池的功率密度较高，能够进行大功率供电，反应迅速，可以电压以及供电短暂下降或者停止的情况下应用，提升电网的稳定性。关于循环寿命，电磁储能可以进行数万次的循环；机械储能的寿命基本由系统相关

7、零件使用周期所决定，一般寿命在15年以上；电池储能寿命和电机材料相关机能以及失效机理息息相关，而钠硫电池可以进行高达4500次的循环，较之锂离子电池，速度要高出很多。2．2储能技术的成本现阶段，储能技术最为实惠的有抽水以及空气储能，进行大规模推广时展现较为显著的优势，短时间可以开展广泛的运用。电池储能现阶段的经济性依然不足，而且成本无法缩减至抽水蓄能水准之下，短时间内无法进行大规模的推广。电池储能缺乏一定的成本优势，但是具有设置灵活、反应迅速的优点。所以，应当结合实际需要，综合利用各种储能有效体现相关技术优势；合理设置储能系统，进而

8、促进该系统成本的降低。3储能在国内外电力系统中的前景解析3．1储能技术在电力系统中的应用结合相关电力统计，储水蓄能相关装机容量最多。当前世界中，日本的抽水蓄能发展速度最快、装机容量最大，直到2012年实现了25GW的装机容量；紧接着是美、意德、法等国家。我国到2015年达到了30GW，发展成就显著。在电力系统中，抽水蓄能具有调峰、调频、消峰等作用。因为不同的国家电力结构存在差异，抽水蓄能电价体系以及运行管理也不同。比如，日本定价使用方式是租赁以及内部核算制度；英国使用竞价以及电价体系；我国现行的抽水蓄能建立以及管理机制，由电网运营单

9、位管理，电网单位吸收一半的建设成本，用户以及发电单位分别负担四分之一。现阶段，压缩空气储能在美、德两国形成商业化发展，分别实现了290MW、110MW装机容量，主要用于调峰以及替换成本高的电厂。电池储备技术在各国发展均较快。特别是钠硫以及锂离子电池储能系统逐步投入建设运行中，主要用于新能源以及调频领域。3．2储能产业的市场前景预测根据相关调研可知，中、日、美等多国对风能、太阳能等各项资源进行长远规划，同时按照自身国情执行。在电网和新能源快速发展的情况下，各个国家进行了未来二十年的储能规划探究，同时深入分析验证了相关储能技术，对技术的

10、应用进行大力的推广，多数国家的储能主要用于快速应急响应。大规模可再生资源的使用有利于消峰填谷、延长建设投资以及确保电力系统安全，在此过程中提供了发展机遇。根据相关预测，世界储能市价在未来会以26％增长率逐年上涨，直到2020年将达到1