中國儲能網(wǎng)訊：儲能技術(shù)已被視為電網(wǎng)運行過程中 “ 采 – 發(fā) – 輸 – 配 –用 – 儲 ” 六大環(huán)節(jié)中的重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲能環(huán)節(jié)后，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負荷，不僅可以更有效地利用電力設備、降低供電成本，還可以促進可再生能源的應用，也可作為提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補償負荷波動的一種手段。隨著我國電網(wǎng)大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的形成，以及可再生能源發(fā)電比例的快速增長，大規(guī)模儲能系統(tǒng)對確保大電網(wǎng)安全性和可靠性、加強區(qū)域電網(wǎng)峰谷負荷調(diào)節(jié)能力、提高輸變電能力、改善電能質(zhì)量等方面有著重要的作用。該文論述了大規(guī)模電力儲能技術(shù)及其研發(fā)和應用狀況，并著重介紹了兆瓦級大規(guī)模電力儲能技術(shù)的研發(fā)狀況和應用實例，并基于我國能源布局、電力系統(tǒng)特點和中長期發(fā)展戰(zhàn)略，從需求、技術(shù)和經(jīng)濟角度出發(fā)綜合分析和探討了我國電力儲能技術(shù)發(fā)展的方向和研發(fā)重點。
論文對大規(guī)模電力儲能技術(shù)的研發(fā)和應用具有較好的指導作用。具有高度的前瞻性和先進性，學術(shù)水平較高，對于相關(guān)領(lǐng)域研究工作的開展具有重要的指導作用。
目的
儲能已被視為電網(wǎng)運行環(huán)節(jié)中的重要組成部分。各類型儲能在技術(shù)特性和經(jīng)濟性方面有著明顯區(qū)別，在電力系統(tǒng)中也有著不同的應用方向。隨著我國電網(wǎng)大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的形成，以及可再生能源發(fā)電比例的快速增長，大規(guī)模儲能系統(tǒng)對確保大電網(wǎng)安全性和可靠性、加強區(qū)域電網(wǎng)峰谷負荷調(diào)節(jié)能力、提高輸變電能力、改善電能質(zhì)量等方面有著重要的作用。本文對各類儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢進行探討。
方法
分別介紹了抽水蓄能電站、壓縮空氣儲能電站、飛輪儲能、超導磁儲能、超級電容儲能及電池儲能的基本原理及其技術(shù)特點，包括效率、功率密度、能量密度等技術(shù)特征。陳述了各類型儲能產(chǎn)業(yè)化情況和技術(shù)發(fā)展方向，指出各類型儲能在電力系統(tǒng)的應用方向。根據(jù)各類型儲能在國內(nèi)外的應用情況，介紹了典型示范工程的基本參數(shù)、技術(shù)特點和功用。分析了我國電力系統(tǒng)的特點和需求，提出我國電力儲能技術(shù)的發(fā)展方向和研究重點。
結(jié)果
抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)應用最廣泛的一種儲能技術(shù)，用于電力系統(tǒng)峰谷調(diào)節(jié)、頻率控制、提供備用容量等。抽水蓄能技術(shù)趨向變速調(diào)節(jié)、無人化管理和集中監(jiān)控方向發(fā)展。壓縮空氣儲能(CAES)已有商業(yè)化示范電站，用于系統(tǒng)調(diào)峰、備用電源等場合。隨著分布式電源的應用，8～12MW微型壓縮空氣蓄能系統(tǒng)(micro-CAES)得到關(guān)注。多家公司開發(fā)了飛輪儲能系統(tǒng)系列產(chǎn)品，用于電能質(zhì)量控制、系統(tǒng)調(diào)峰等。磁懸浮軸承、飛輪大型化、高速化以及高軸載荷密度是飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展趨勢。超導磁儲能(SMES)已在一些國家得到初步應用，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力、提高電能質(zhì)量等方面發(fā)揮作用。高溫超導涂層導體研發(fā)、高場磁體繞組力學支撐、與柔性輸電技術(shù)結(jié)合、投資和運行成本的進一步降低是SMES需要重點解決的問題。超級電容器已經(jīng)歷三代產(chǎn)品發(fā)展，多用于短時間、大功率的應用場合，如電壓支撐等，第四代產(chǎn)品正在開發(fā)中。電池儲能中，鉛酸電池、鎳鎘電池由于容量衰減、環(huán)境污染等問題受到限制。液流電池和鈉硫電池以高能量密度、高循環(huán)壽命等優(yōu)勢具有廣范應用前景，已有多項示范工程并實現(xiàn)了商業(yè)化運作，可在平滑負荷、備用電源、系統(tǒng)調(diào)峰等方面發(fā)揮作用。
我國電力資源和負荷分布不均的現(xiàn)狀使長距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)成為必要，已形成了“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”的格局。我國電力系統(tǒng)具有以下需求：
(1)確保大電網(wǎng)的安全性和可靠性；
(2)加強區(qū)域電網(wǎng)峰谷負荷的自調(diào)節(jié)性；
(3)提高輸變電能力，解決跨區(qū)域供需矛盾；
(4)提高供電可靠性，改善用戶電能質(zhì)量;
(5)滿足大規(guī)模可再生能源發(fā)電接入的需要。
針對我國電力系統(tǒng)需求，根據(jù)各類儲能技術(shù)特點和技術(shù)成熟度，建議國內(nèi)電力儲能技術(shù)的研究、開發(fā)與應用圍繞以下方面展開：
(1)以可再生能源系統(tǒng)應用為切入點，開發(fā)百kW級全釩液流電池及MW級鈉硫電池儲能系統(tǒng)，為區(qū)域電網(wǎng)平滑負荷、提高配電網(wǎng)供電可靠性奠定基礎(chǔ)；
(2)以液氮溫區(qū)運行SMES研究為重點，提高我國大電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性，抑制低頻振蕩，提高輸電能力；
(3)加快GW級抽水蓄能混合式電站建設，滿足大電網(wǎng)調(diào)峰和緊急事故備用的現(xiàn)實需要。
結(jié)論
在電力系統(tǒng)中，儲能方式的選擇需考慮其額定功率、工作時間、技術(shù)成熟度、系統(tǒng)成本、環(huán)境條件等多種因素。針對我國電力系統(tǒng)大區(qū)域遠距離互聯(lián)，以及再生能源接入引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性、備用容量、電能質(zhì)量等方面的問題，當前應致力于大規(guī)模儲能系統(tǒng)的研發(fā)與應用。
重要圖表
