淺議智能電網(wǎng)中的儲能技術(shù)的作用和應(yīng)用

時間:2015-07-20 09:42來源:未知 作者:火凡
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  從本世紀(jì)初開始,基于各種高新科技技術(shù)的發(fā)展,世界電網(wǎng)進入智能電網(wǎng)發(fā)展階段。儲能技術(shù)是智能化使用能源,解決能源危機的重要技術(shù)發(fā)展方向,也是發(fā)展智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)工作。

  智能電網(wǎng)具有堅強可靠、自愈能力強、經(jīng)濟高效、透明開放、友好互動、清潔環(huán)保等特性。這樣的特性十分符合社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)保并進的要求。而發(fā)展智能電網(wǎng),儲能技術(shù)十分重要。儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,是實現(xiàn)靈活用電,互動用電的基礎(chǔ)。

  在電網(wǎng)中,儲能技術(shù)所發(fā)揮的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面:

  1)削峰填谷。電力需求在白天和黑夜、不同季節(jié)間存在巨大的峰谷差。儲能可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理,發(fā)揮削峰填谷的作用,消除晝夜峰谷差,改善電力系統(tǒng)的日負荷率,大大提高發(fā)電設(shè)備的利用率,從而提高電網(wǎng)整體的運行效率,降低供電成本。

  2)改善電能質(zhì)量、提高可靠性。借助于電力電子變流技術(shù),儲能技術(shù)可以實現(xiàn)高效的有功功率調(diào)節(jié)和無功控制,快速平衡系統(tǒng)中由于各種原因產(chǎn)生的不平衡功率,調(diào)整頻率,補償負荷波動,減少擾動對電網(wǎng)的沖擊,提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,改善用戶電能質(zhì)量。

  3)改善電網(wǎng)特性、滿足可再生能源需要。儲能裝置具有轉(zhuǎn)換效率高且動作快速的特點,能夠與系統(tǒng)獨立進行有功、無功的交換。將儲能設(shè)備與先進的電能轉(zhuǎn)換和控制技術(shù)相結(jié)合,可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的快速控制,改善電網(wǎng)的靜態(tài)和動態(tài)特性,滿足可再生能源系統(tǒng)的需要。

  除了智能電網(wǎng)、儲能還是可再生能源接入、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及電動汽車發(fā)展中必不可少的支撐技術(shù)。目前其應(yīng)用主要涉及:1)配置在電源側(cè),平滑短時出力波動,跟蹤調(diào)度計劃出力,實現(xiàn)套利運行,提高可再生能源發(fā)電的確定性、可預(yù)測性和經(jīng)濟性;2)配置在系統(tǒng)側(cè),實現(xiàn)削峰填谷、負荷蹤、調(diào)頻調(diào)壓、熱備用、電能質(zhì)量治理等功能,提高系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)能力;3)配置在負荷側(cè),主要利用電動汽車的儲能形成虛擬電廠參與可再生能源發(fā)電調(diào)控。儲能技術(shù)正朝著轉(zhuǎn)換高效化、能量高密度化和應(yīng)用低成本化方向發(fā)展,通過試驗示范和實際運行日趨成熟,確保了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運行。

  根據(jù)能量存儲方式的不同,儲能方式分為機械、電磁、電化學(xué)和相變儲能四大類型。其中機械儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能;電磁儲能包括超導(dǎo)、超級電容和高能密度電容儲能;電化學(xué)儲能包括鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲能;相變儲能包括熔融鹽和冰蓄冷儲能等。

  各種儲能技術(shù)在能量和功率密度等方面有著明顯區(qū)別,能量型儲能裝置因其能量密度高、充放電時間較長,主要用于平滑低頻輸出分量;功率型儲能裝置因功率密度大、響應(yīng)快,主要用于平滑高頻輸出分量。在各種儲能技術(shù)中,抽水蓄能和壓縮空氣儲能比較適用于電網(wǎng)調(diào)峰;電池儲能比較適用于中小規(guī)模儲能和新能源發(fā)電;超導(dǎo)電磁儲能和飛輪儲能比較適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保障;超級電容器儲能比較適用于電動汽車儲能和混合儲能。

  關(guān)于儲能技術(shù)能否在電力系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用,取決于儲能技術(shù)是否能夠達到一定的儲能規(guī)模等級,是否具備適合工程化應(yīng)用的設(shè)備形態(tài),以及是否具有較高的安全可靠性和技術(shù)經(jīng)濟性。

  目前,大規(guī)模儲能技術(shù)在全球都還處于發(fā)展初期,尚未形成主導(dǎo)性的技術(shù)路線。短時期內(nèi)還將存在“多種儲能技術(shù)并存,共同發(fā)展”的格局。采用混合儲能形式,將不同性能的儲能系統(tǒng)進行組合,可發(fā)揮不同儲能技術(shù)的優(yōu)勢,滿足功率和能量等多方面的需求。儲能技術(shù)的發(fā)展任重道遠。

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