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风电热储能技术提高风电消纳能力，解决风电并网问题 风电储能的必要性 各种风电储能方案的比较 风电热储能方案 风电热储能技术说明 风电热储能经济性分析 下一步研究工作 总结 张勇 丁伟 龙源（北京）风电工程设计咨询有限公司 风电储能的必要性 风电的“消纳” 问题 风电的随机性、间歇性甚至“反调峰”特性，导致风电场限电“弃风”，产生风电的“消纳”问题 ；2011年，我国全年“弃风”损失电量约有100亿度，风能资源浪费严重，风电开放商为此遭受巨大经济损失。 风电的并网问题 风电机组的并网技术门槛越来越高，如有功功率调节、无功功率动态补偿、电压控制、低/零电压穿越等，许多风电场难以满足风电机组并网的技术规范要求，导致风电项目接入电力系统越来越难。 各种风电储能方案比较 风电项目储能可能采用的技术方案有物理储能方案，包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电化学储能，包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能；电磁储能，包括超导、超级电容和高能密度电容储能等。 目前储能技术比较成熟并得到大规模电网储能应用的主要是抽水蓄能电站，这种储能方案特点是能量循环效率高，能够达到75%～80%，但整体工程造价高，且对工程应用场地有特殊要求。 储能类型 典型 功率 典型 能量 优势 劣势 效率 （% ） 应用方向 机 械 储 能 抽水储能 100～ 2000MW 4～ 10h 大容量， 低成本 场地要求特殊 60~80 日负荷调节，频率控制， 系统备用 压缩空气 储能 100～ 300MW 6～ 20h 大容量， 低成本 场地要求 特殊，需 要燃气 40~50 调峰电厂，系统备用电源 飞轮储能 5kW～ 1.5MW 15s～ 15min 容量适中 低能量密度 70~80 调峰，频率控制，UPS， 电能质量调节 电 磁 储 能 超导储能 10kW～ 1MW 5s～ 5min 容量适中 高成本 低能量密度 80~95 调峰，频率控制，UPS， 电能质量调节 超级电容器 1～ 100kW 1s～ 1min 长寿命， 高效率 低能量密度 － 电能质量调节 电 化 学 储 能 铅酸电池 1kW～ 50MW 1min～ 3h 低投资 寿命短 60~70 电能质量，频率 控制，备用电源，黑启动 先进电池技 术，铁锂电 池等 1kW～ MW 1min～ h 大容量，高 能量密度， 高效率 高成本， 安全性差 70~90 电能质量，备用电源，调 峰，可再生能源储能 液流电池， VRB等 10～ 100kW 1～ 20h 大容量， 长寿命 低能量密度 － 电能质量，备用电源，调 峰，可再生能源储能 各种风电储能方案比较 2011年国家风光储输示范一期工程在河北省张北县建成投产，该项目风电装机100MW、光伏发电50MW、储能功率20MW，储能容量95MWh，总投资约33亿元，其中储能设备投资超过4.5亿元，储能方案分别采用技术相对成熟的磷酸铁锂电池和液流电池的电化学储能方式。 根据计算，示范项目储能设备度电投资约5000元/KWh，大大超过目前应用广泛的抽水储能电站的度电储能投资。在目前电价政策下，该储能设备距离真正的大规模商业化储能产业开发尚有相当大的距离。 单位 数量 电池类型 金额 （万元） 单位储能造价 （元/KWh） 比亚迪股份 6MW×6h 磷酸铁锂 14839.73 4122.1 东莞新能源 4MW×4h 磷酸铁锂 8456 5285.0 中航锂电（洛阳） 3MW×3h 磷酸铁锂 6090.99 6767.8 万向电动汽车 1MW×2h 磷酸铁锂 1443.576 7217.9 普能公司 2MW×4h 液流电池 　 　 各种风电储能方案比较 风电开发产业迫切需要技术成熟、效率高、成本低廉、适用范围广的大规模储能技术。 风电热储能技术可以有效解决风电并网难题，全面满足风电场并网规范中难度较高的有功调节、无功动态补偿、电压调节和低/零电压穿越要求；同时，采用热储能技术，能够有效的减小风电场限电“弃风”损失，也能够为电网提供“削峰填谷”和“紧急功率支援”等功能。在经济上，热储能方案技术简单，成本低廉，便于大规模推广应用，而且满足“零污染”和“零排放”的环保要求。 风电热储能方案 风电场热储能发电技术的基本原理是将多余的风电转化为热能并储存在储热介质中，当需要电能时，再利用高温介质加热水产生高温高压蒸汽，驱动汽轮