中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
前言
儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用、提升電網(wǎng)穩(wěn)定性以及滿足多元化的能源需求提供了關(guān)鍵支撐。以下是儲(chǔ)能行業(yè)的主要技術(shù)發(fā)展趨勢。
一、鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)
鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)是近年來興起的一種儲(chǔ)能技術(shù)，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。鈉離子電池與鋰離子電池的電化學(xué)機(jī)理相似，都是通過電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化完成充電、放電過程。在充電時(shí)，鈉離子從正極材料中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極材料；放電時(shí)則相反，鈉離子從負(fù)極脫出，回到正極，從而產(chǎn)生電流。
鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有原料自主可控、安全性好、耐低溫和潛在降本空間大等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。鈉離子電池主材料為鈉鹽，相比于鋰資源，具有原材料儲(chǔ)量豐富、易于提取、成本低廉、自主可控等優(yōu)勢。在電池性能方面，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，其在能量密度和循環(huán)壽命方面不及鋰離子電池，但具有更高的安全性和優(yōu)異的高低溫性能。
鈉離子電池存在多種技術(shù)路線，整體處于量產(chǎn)驗(yàn)證和小規(guī)模交付階段，產(chǎn)業(yè)鏈上下游構(gòu)建尚不完善，實(shí)際生產(chǎn)成本高于鋰離子電池。鈉離子電池目前存在多種技術(shù)路線，依據(jù)正極材料的不同分為過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)/白化合物、聚陰離子化合物三種，目前層狀金屬氧化物路線發(fā)展相對較快。
由于尚無主流的技術(shù)路線出現(xiàn)，鈉離子電池上游各原材料的產(chǎn)能尚處于建設(shè)階段，行業(yè)內(nèi)整體產(chǎn)量較小，無法充分形成規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致其實(shí)際生產(chǎn)成本較當(dāng)前的鋰電子電池偏高。鋰價(jià)的下行對鈉離子電池的發(fā)展形成了一定的擠壓，壓縮了鈉離子電池的市場空間，但長遠(yuǎn)看鈉離子電池獨(dú)特的物理特性和潛在的降本空間使其仍是極具潛力的新型儲(chǔ)能技術(shù)之一。
二、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)是一種新型的儲(chǔ)能技術(shù)，對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性具有重要意義。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能本質(zhì)上是一個(gè)含內(nèi)阻且幅值和相位均受控制的電壓源。通過對其輸出電壓的幅值和相位進(jìn)行精確控制，能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)的有效連接和互動(dòng)，在電網(wǎng)不穩(wěn)定或斷電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力支持。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)外部特征表現(xiàn)為電壓源，采用與同步發(fā)電機(jī)類似的功率同步策略，可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行，能夠確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，幫助解決電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力不足、電壓穩(wěn)定裕度低、暫態(tài)過電壓、寬頻振蕩等問題。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)則更適合于新型電力系統(tǒng)，尤其是在新能源比重較高、電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的地區(qū)。
西北區(qū)域構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)需求迫切。我國西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，已建設(shè)大量的新能源發(fā)電基地，但本地用電需求低，電網(wǎng)架構(gòu)相對薄弱，對構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能有迫切需求。國家能源局《關(guān)于做好新能源消納工作保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，提到在西北網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的區(qū)域，應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型新能源，以提高區(qū)域電網(wǎng)新能源發(fā)電接納率。
三、高壓級聯(lián)技術(shù)
高壓級聯(lián)技術(shù)是一種在儲(chǔ)能系統(tǒng)中應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)技術(shù)，它的主要工作原理是：高壓級聯(lián)技術(shù)通過多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成一套大功率、大電流的儲(chǔ)能系統(tǒng)，將電池組通過模塊級聯(lián)的方式，使輸出接入高壓交流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高壓直流電到交流電的轉(zhuǎn)換，省去了傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的變壓器環(huán)節(jié)。
在結(jié)構(gòu)方面，這種級聯(lián)結(jié)構(gòu)可以靈活地根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)整，以滿足不同功率和容量的要求。多個(gè)儲(chǔ)能單元串聯(lián)，使得系統(tǒng)能夠承受較高的電壓，并且每個(gè)儲(chǔ)能單元都可以獨(dú)立控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
高壓級聯(lián)式方案具備效率高、容量衰減低、響應(yīng)時(shí)間快、安全性高等優(yōu)勢，更適配于大型長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。高壓級聯(lián)技術(shù)具備多項(xiàng)優(yōu)勢：
（1）在直流側(cè)將電池直接接入變流器，無需升壓變壓器，效率比常規(guī)儲(chǔ)能系統(tǒng)高2%～2.5%，節(jié)省5%～6%的PCS成本；
（2）參與構(gòu)網(wǎng)時(shí)無需低壓儲(chǔ)能的變壓器，不存在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)（PCS交流輸出）構(gòu)網(wǎng)性能差異問題；
（3）儲(chǔ)能系統(tǒng)無電芯/電池簇并聯(lián)運(yùn)行，不存在短板效率，改善容量衰減問題，提高循環(huán)壽命；
（4）每三相為一組控制單元，縮短了儲(chǔ)能系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。
高壓級聯(lián)技術(shù)的特點(diǎn)充分適配長時(shí)儲(chǔ)能、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的要求，未來有望成為新能源電站儲(chǔ)能、獨(dú)立儲(chǔ)能的主流技術(shù)。高壓級聯(lián)技術(shù)要求高，目前還處于技術(shù)發(fā)展和推廣期，整體滲透率低。未來伴隨著我國新能源滲透率不斷提升，對儲(chǔ)能的要求逐步提高，長時(shí)儲(chǔ)能、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能占比將顯著提升，高壓級聯(lián)技術(shù)有望成為未來的主流技術(shù)之一。
