面向新能源应用的储能技术.pptx

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1、面向新能源应用的储能技术第470次香山科学会议华中科技大学2013.10.17文劲宇汇报提纲新能源定义与规划新能源并网中的科学问题基于储能的解决方法一些认识以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源，取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能新能源定义联合国新能源和可再生能源会议（1980年）欧洲的目标20:20:2020%reductioninemissions排放减少20%renewableenergy新能源利用

2、By2020comparedto1990新能源规划美国新能源规划能源部：2030年，风能为美国提供20%的能源WWF：2050年，100%的可再生能源中国：可再生能源发展“十二五”规划新能源规划主要指标（2/4）1.可再生能源发电在电力体系中上升为重要电源，2015年电量达到20%以上；4.分布式可再生能源应用形成较大规模，30个新能源微网2020年，累计并网风电装机达到2亿千瓦，年发电量超过3900亿千瓦时，其中海上风电装机达到3000万千瓦，风电成为电力系统的重要电源2020年，太阳能发电装机达到5000万千瓦，太阳能热

3、利用累计集热面积达到8亿平方米汇报提纲新能源定义与规划新能源并网中的科学问题基于储能的解决方法一些认识新能源发电的大规模应用：并入电网可再生能源法：全额收购可再生能源法修正案：全额保障性收购过去：电网能接纳多大比例的风电现在：在高比例新能源发电并网条件下如何保证电力系统可靠运行对电网的影响：风电、太阳能特点：波动，随机（但部分可预测）新能源并网发电输电、变电、配电用电电能难以大规模存储发出电能需即时传输发电／负荷实时平衡电力系统的特点电力系统：刚性（充裕性、稳定性）调度发电（稳定、可控）输电、变电、配电用电（随机、不可控、可

4、预测）充裕性：发电侧输出功率稳定且可控，用电侧负荷随机性大稳定性：以同步发电机为基础，同步运行，3000r/min火电水电核电传统电力系统的特点调度传统电力系统的特点（续）传统电力系统一直在解决负荷的波动性和随机性问题！充裕性：一组可控变量跟随一组随机变量调频，调峰传统电力系统的特点（续）传统电力系统必须应对一台机组脱网或更严重的故障！稳定性：惯性稳定（发电机转子惯性，自稳）电压稳定（无功控制）振荡稳定、功角稳定（有功控制）严重故障（切机／切负荷／解列，被动致稳）发电（稳定、可控）输电、变电、配电用电（随机、不可控、可预测）

5、火电水电核电新能源电力系统的特点大规模风电并网：对电力系统的运行特性有深刻影响调度千万千瓦级大型风电基地并网大规模分布式风电场并网风电（随机、不可控、难预测）负荷与风电：两组随机变量的平衡问题！充裕性：波动范围增大，爬坡增大，不确定性增大新能源电力系统的特点（续）2周内的单日波动范围从19.3GW/天增大到26.2GW/天）风电的不确定性增大了净负荷的不确定性净负荷爬坡（从4052MW/h增大到4560MW/h）通过变频器控制，风电机组特性可优于同步发电机！稳定性：惯性稳定（风轮惯性；光伏发电单元无惯性，储能？）电压稳定（可

6、有帮助）振荡稳定、功角稳定（可有帮助）脱网故障（单机／风场/群，与常规电网类似）新能源电力系统的特点（续）发电（稳定、可控）输电、变电、配电用电（随机、不可控、可预测）火电水电核电未来电力系统：多组随机变量的平衡！风光电、微网的高渗透将使电力系统运行方式发生深刻变化！调度大规模风电、太阳能（随机、不稳定、难预测、难控制）电动汽车、新能源微网（随机、移动、不可控、难预测）未来电力系统的特点汇报提纲新能源定义与规划新能源并网中的科学问题基于储能的解决方法一些认识发电（灵活可控）大电网用电（部分可控）火电水电核电储能：多种应对方法

7、中的一种！优化调度大规模风电、太阳能（提高预测精度）电动汽车、新能源微网（随机、移动、不可控、难预测）应对大规模风电并网的方法储能电力系统的主要控制：有功功率，无功功率传统控制设备：发电机FACTS设备：无功，分散布置电力系统储能：有功+无功，“全能”，主动致稳储能对电力系统的作用储能使传统的“刚性”电力系统变得“柔性”！储能把发电与用电从时间和空间上分隔开来发出的电力不再需要即时传输用电和发电不再需要实时平衡电力系统储能带来的根本变化储能将使电力系统运行方式发生根本变革！储能作用示例：风电参与调频模拟惯量控制下垂控制转子转

8、速控制转子桨距角控制综合控制（对应不同风速）储能（case：必须最大功率跟踪；风电场参与调频）储能作用示例：风电波动抑制综合控制（对应不同风速）储能（case：必须最大功率跟踪）大范围消纳可平抑波动波动范围限值是否合理？为何必须最大功率跟踪？风电场装机容量10min最大变化1min最大变化