大规模电化学储能系统发展现状及示范应用综述

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第! 期 "卷第 #
许守平等大规模电化学储能系统发展现状及示范应用综述
发电技术
" ! 成为世界电池的主要生产地! 生 界电池产量的 % N
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基金项目国家自然科学基金青年科学基金项目 $%%&!%'( 国 家电网公司科技项目 ! " !% ) %' ) &%'
来在电力系统中都是采用抽水蓄能的方式来解决电 力储能应用上的问题但随着智能电网的构建和电动 汽车的大力推进世界各国对储能技术的研究越发重 视电化学储能技术发展迅速 已从小容量小规模的 研究和应用发展为大容量与规模化储能系统的研究 和应用 电化学储能是指通过发生可逆的化学反应 来储存或者释放电能量 其特点是能量密度大 转换 效率高 建设周期短 站址适应性强等 根据化学物 质的不同可以分为铅酸电池液流电池钠硫电池锂 离子电池等储能形式 目前围绕电化学储能系统的
P ; =9 ': 5 8 % C< 7 5 A < 公司在大型全钒液流电池储能
!而对电化学储能系统的发展现状& 应用示范
许多基于铅酸电池的储能系统% 早在 %*-( 年! 德国
/ 01 2建成了 % 套基于铅酸电池的 就在 柏 林 . -3 $4 05 % 6电池储能系统并投入商业运营! 用于电
以及在电网中的功能尚缺少较为系统的论述% 因此! 本文对国内外的大规模电化学储能系统的发展现状 和示范应用进行总结和阐述!并对其技术方向和未来 发展趋势进行探讨和展望!以期为我国电力系统安全 高效运行提供新的技术支持!并为未来智能电网中的 的储能系统建设提供参考建议%
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的后备电源!能够以 -&& ;0 的功率提供 *& < = > 的应 急电能% '&%% 年! 美国在夏威夷又兴建了 " 座铅酸 电池储能系统!用于当地光伏和风电场的爬坡出力控 制和备用电源% 在 '& 世纪 *& 年代初期!西班牙首都 马德里 建 立 了 % 4 0 5, 6 的 铅 酸 电 池 储 能 系 统
/ ?@ 1 A !用于电力调峰! 是欧洲首个用于电网调峰用
途的铅酸电池储能系统! 在用电高峰时段! 该系统能
'4 0 的功率提供 ' 4 0,6 的电能% 国外基 够以 %3
! 因此在近几十年中! 随着铅酸电
于铅酸电池的大型储能系统如表 % 所示% 中国加入世界贸易组织后!由于看好中国蓄电池 市场的巨大潜力以及发达国家对铅酸电池行业的限 制政策!越来越多的国外大型电池厂商选择在中国建 厂或合资生产制造% 目前!中国铅酸电池产量超过世
中图分类号 ' (# & ) *****文献标志码 + *****文章编号 & % % %, # $ $ $ % & ! % #, % % # !, % . ! M . & % / ! 0 N 0 H * < < +/ & % % %, # $ $ / $ % & ! / % # / % & "
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发电技术
面
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电力建设
月 $ % & !年 #
研究 主 要 集 中 在 储 能 配 置 方 式 和 容 量 优 化 等 方
池性能的改进和成本的降低! 其作为电动车用电源& 不间断电源&军用电源& 电力系统负荷均衡的储能电 源等!已经在各个行业得到了广泛应用% 在用作储能技术方面!目前世界各地已经建立了
表 BC国外大型铅酸电池储能系统一览表 < /D E BC4 /2 5# 6 1 3 /* #* # /0 6 /3 % 0D /. . # 2 9# # 2 59 1 . '2 /5#1 91 . # ,% -( '2 # % 5-3 'F . 2 % # 1
& *铅酸电池储能
铅酸电池是以二氧化铅和海绵状金属铅分别为 正&负极活性物质!硫酸溶液为电解质的一种蓄电池! 已经有 %,& 多年的历史% 铅酸电池具有自放电小&电 池寿命长& 抗震动& 比容量高& 大电流性能好& 高低温 性能较好&价格低廉& 制造及维护成本低& 无 * 记忆效 应+ &电池失效后的回收利用技术比较成熟及回收利 用率高等优点
力调峰和电网调频% %*-- 年! 美国在加利福利亚洲 建立了 %& 4 05 , 6 铅酸电池储能系统!用于电力调 峰和电 能 质 量 控 制% %**( 年! 美 国 在 阿 拉 斯 加 的 岛上 建 立 了 另 外 % 套 基 于 铅 酸 电 池 的 4 7 8 9 : ;: 8 9 :
%3 ,4 0,6电池储能系统!作为离网式水力发电系统
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# $% &'()* +, . # * / +,0 (+ 1 $ . ! '+,
, 启动与快速恢复 提高系统的自愈能力 %+ 一直以
% *引*言
储能技术是智能电网 可再生能源接入 分布式 发电系统及电动汽车发展必不可少的支撑技术之一 不但可以有效地实现需求侧管理 消除峰谷差 平滑 负荷而且可以提高电力设备运行效率 降低供电成 本还可以作为促进可再生能源应用 提高电网运行 稳定性和可靠性 调整频率 补偿负荷波动的一种手 段此外储能技术还可以协助系统在灾害事故后重新
第! "卷第 # 期 $ % & !年 # 月
电力建设
发电技术
!"#$%&'()*+,-./ 012345
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中国电力科学研究院北京市 %&&%*'
摘#要 随着储能技术的飞速发展大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段 其中电化学储 能系统因其独特的性能已成为优先发展方向之一 为推动储能技术的发展 加快大规模储能系统的高效利用 国内外 相继开工并已建成了若干大规模电化学储能系统示范电站并应用于电网 介绍了电化学储能技术分类及其各自的工 作原理总结了近年来国内外建设的大规模电化学储能系统示范电站并指出电化学储能系统的安装地点储能规模和 在电网中所发挥的功能比较全面地阐述了铅酸电池液流电池钠硫电池和锂离子电池等主要电化学储能系统的主要 特征 最后对大规模电化学储能系统存在的问题技术方向和未来发展趋势进行了探讨和展望 关键词电化学储能大规模储能系统铅酸电池液流电池钠硫电池锂离子电池