分布式发电与储能技术_图文.pptVIP

4.储能技术 Energy Storage Technology 由于自然资源的特性，风能、太阳能及海洋能等发电时其功 率输出具有明显的间歇性和波动性，其变化甚至是随机的， 易对电网产生冲击，严重时会引发电网事故。 为充分利用可再生能源，保障其供电的连续性、可靠性和 稳定性，就要对这种难以准确预测的能量变化进行及时的控 制和抑制。 ————储能装置，可用来解决这一问题。 分布式发电发展的瓶颈——储能问题 distributed energy storage system，DESS 未来三大新兴产业—— 新能源、智能电网和电动汽车 的发展瓶颈都指向了同一项技术： 储能技术 分布式发电发展的瓶颈——储能问题 随着新能源发电规模的扩大、DG的不断发展，DESS的重要性也日益凸显。 储能技术 三大类：化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等）、物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）和电磁储能（如超导储能）。 化学储能—— 目前技术进步最快，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破。钠硫电池的充电效率已可达到80%以上，能量密度是铅酸蓄电池的3倍，循环寿命更长。日本在此项技术上国际领先。 物理储能—— 最成熟、应用最普遍—抽水蓄能，用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等，其能量转换效率在70~75%左右。 压缩空气储能早在1978年就实现了应用，但受地形、地质条件制约，没有大规模推广。 飞轮蓄能，寿命长、无污染，动态特性好，发展迅速。但超大容量的飞轮，目前技术尚不成熟。 电磁储能技术仍很昂贵，还没有商业化。 常用的储能系统 （1）蓄电池储能 battery energy storage system 由蓄电池、逆变器、控制装置、辅助设备（安全、环境保护设 备）等部分组成。 分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铁电池、 钠硫电池、全钒液流电池... 铅酸蓄电池：性价比高、稳定，但在环保和寿命方面不足。 全钒液流电池： 2013.3月，全球最大—5MW全钒液流电池储能示范电站正式并网发电，解决了辽宁省法库县卧牛石风电场“弃风限电”问题，我国第二大储能电站。 铁电池：比亚迪+国家电网——“风光储输电站” 我国首个、目前世界规模最大，集风电、光伏发电、储能和智能输电“四位一体”的新能源综合利用工程，河北张北县。 多类型化学储能电站： 14MW磷酸铁锂电池、4MW钠硫电池、2MW液流电池flow cell ，储能总容量2万kW。 国家风光储输示范工程——世界最大风、光发电场 （2）超导储能（SMES，Superconducting  Magnetic Energy Storage） 核心部件是由超导材料制成的超导线圈。 通入直流电，线圈中就会形成强磁场，把电能以磁场能的形式储存起来。 由于超导体的电阻几乎为零，电流在超导线圈中循环时产生的功率损耗很小，因而储存的能量不易流失。 在外部需要能量时，可以把储存的能量送回电网或实现其它用途。 超导储能磁体及其低温容器 超导特性一般需要在很低的温度下才能维持。一旦温度升高，超导体就变为一般的导体，通流时将产生很大的功率损耗，储能效果也就不复存在了。 一般将超导线圈浸泡在温度极低的液体（液氢等），然后封闭在容器中。 因此，超导储能系统除了核心部件超导线圈外，还包括冷却系统、密封容器以及用于控制的电子装置。 SMES线圈－通过可控AC/DC变流器的控制，具有对有功及无功调节的双重功能。 SMES装置－FACTS新成员。 可控 AC/DC变流器 交流电网 低温容器 超导线圈 电流引线 SMES系统的基本结构图 又称飞轮电池或机电电池，是一种机械储能方式。 1970s就有了利用高速旋转的飞轮储存能量，并应用于电动汽车 的构想。由于当时飞轮材料和轴承等关键技术没有解决而停滞。 1990s以来，高强度的碳纤维材料、低损耗磁悬浮轴承、电力电 子三方面的技术发展，飞轮储能得到快速发展——磁悬浮飞 轮电池。 （3）飞轮储能 (Fly-wheel Energy Storage System，FESS) 飞轮储能系统组成结构 日本已制造出世界容量最大的变频调速飞轮蓄能发电系统（容量26.5MVA ，电压1100V，转速510690r/min ）。 美国马里兰大学已研究出用于电力调峰的24kwh的磁悬浮飞轮系统。飞轮重172.8kg，工作转速范围11610-46345rpm，系统输出恒压110-240V ，全程效率为81%。 美国飞轮系统公司用飞轮电池把一辆克莱斯勒轿车改成电动车，一次充电可行驶600km，96km/h加速时间6.5秒。