电储能技术在大型地面光伏电站的应用(总体框架)

电储能技术在大型地面电站的应用

近几十年来，储能技术的研究发展一直受到各国能源、交通、

电力、电信等部门和行业的高度重视。储能技术已被视为电力系统运行过程中“采一发一输一配一用一储"六大环节的重要组成部分，电力系统引入储能技术后，可以有效的实现需求侧管理，不仅能更有效的降低用电成本，还可以促进可再生能源更好的应用，也可作为提高系统稳定性，有效调峰、调频、补偿负荷波动的有效手段。首先，需要了解储能技术分类和相关特点。

一、储能技术的分类及特点

二、世界各主要国家储能技术应用及发展情况：

1、世界主要国家运行储能装机排名（主要还是抽蓄储能）。

表一：年全球累计运行储能装机国家

2、主要储能技术在世界各个国家的应用情况。

2015

（电化学储能中国马上会跃居世界第一）

3、不同储能方式综合数据对比（能量和功率密度、环境效益）:

4、不同储能方式综合成本分析（功率等级和成本）。

总体来说，目前国际及中国研究发展主要还是集中于超级电容和电池（锂电池、液流电池）上，稳步发展一部分抽蓄。材料领域的突破才是关键。

四、电储能技术的关键设备

1、蓄电池的前世今生。

2、中国能源科技“十三五”规划对储能电池的重点发展方向:

1）、集中攻关类：新型高效电池储能技术研究（研究水系锂电池、凝胶锂电池、固态锂电池以及锂硫电池技术的电极材料及规模制备技术，新型钠、硫体系储能系统的关键技术，低电阻、高可靠性铅炭电池电极板的制备工艺技术；

2）、示范试验类：掌握低成本长寿命储能锂离子电池关键技术，建成20MW/10MWh钛酸锂电池储能示范系统，并投入示范运行，储能系统循环寿命达到10000次，成本低于3000元/kWho

3）、公关试验类：MW级以上大容量钠硫电池储能装置示范验证;

4）、应用推广类全机液流电池储能产业化技术研究目标：实施百兆瓦以上级全国产化材料全机液流电池储能装置示范应用工程；建造300MW/年液流电池产业化基地，实现规模化生产。

五、中国电储能技术及产业发展发展情况

1、我国电储能技术政策引导及主要形势：

从电储能政策及引导支持情况来看：国外的储能政策环境相对完善，我国仍在不断摸索和建立过程中。根据对国内外储能相关政策的收集梳理，和储能直接、间接相关的政策主要是八大类，包括：

（1）可再生能源上网电价；

（2）峰谷电价；

（3）储能技术研发支持政策；

（4）储能的发展规划；

（5）配备储能的分布式发电激励政策；

（6）储能系统安装的税收减免、

（7）储能电价支持等。

（8）储能先进技术研究、应用、示范工程等政策支持。

2、我国电储能技术应用领域和类型：

我国当前处在逐步建立政策体系过程中，有一些积累，但还有工

作需要完善。

2.1储能在电力系统应用主要分为五大领域：

（1）发电，（2）辅助服务，（3）输配电，（4）可再生能源，

（5）用户领域。

2.2储能在电力系统应用的17种类型：

（I）辅助动态运行、（2）取代或延缓新建机组、

（3）调频、（4）电压支持、

（5）调峰、（6）备用容量、

（7）无功支持、（8）缓解线路阻塞、

（9）延缓输配电网升级、（10）备用电源、

（II）可再生能源平滑输出/削峰填谷、（12）爬坡率控制、

（13）用户分时电价管理、（14）容量费用管理、

（15）电能质量、（16）紧急备用、（17）需求侧管理等。

3、我国电储能技术发展的突出特点。

3.1电储能技术总体发展时间不长，国家开始重视并采取政策支持是《能源科技“十五"计划》开始，大力研发及政策落地是“十二五"末到“十三五"初。

3.2目前我国的原创技术仍然在成长和高速发展阶段，而且国家政策引导和支持力度在逐年加大。

3.3行业和市场正在逐步培养并迅速扩张，电储能应用和发张将有非常美好的前景和期待。

3.4总体发展脉络仍然没有摆脱办法和政策跟着问题产生后想办法解决问题的传统循环。

3. 5总体政策导向和支持力度还远远不够，行业及市场存在的问题依然很多，尤其科研、技术、资金的投入还远远不够。核心技术和应用管理尚在初级阶段。

3. 6电储能在新能源、新能源交通、智能微网的扩大应用和推广将势不可挡，未来市场很大。

六、针对电化学储能技术的主要特点对比：

1、电化学储能电池的宏观对比。

(1)、铅酸电池：是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。目前在世界上应用广泛，循环寿命可达1000次左右，效率能达到80%-90%,性价比高，常用于电力系统的事故电源或备用电源。

不足之处：如果深度、快速大功率放电时，可用容量会下降。其特点是能量密度低，寿命短。铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上，将其循环寿命提高很多。

(2)、锂离子电池：是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。主要应用于便携式的移动设备中，其效率可达95%以上，放电时间可达数小时，循环次数可达5000次或更多，响应快速，是电池中能量最高的实用性电池，目前来说用的最多。近年来技术也在不断进行升级，正负极材料也有多种应用。

市场上主流的动力锂电池分为三大类：钻酸锂电池、镒酸锂电池和磷酸铁锂电池。前者能量密度高，但是安全性稍差，后者相反，国内电动汽车比如比亚迪，目前大多采用磷酸铁锂电池。但是好像老外都在玩三元锂电池和磷酸铁锂电池。

锂硫电池也很火，是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池，其

但如何大幅提高理论比能量密度可达2600wh/kg,实际能量密度可达450wh/kg

o

该电池的充放电循环寿命、使用安全性也是很大的问题。

不足之处：存在价格高（4元/wh）、过充导致发热、燃烧等安全性问题，需要进行充电保护。

（3）、钠硫电池：是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。循环周期可达到4500次，放电时间6-7小时，周期往返效率75%,能量密度高，响应时间快。目前在日本、德国、法国、美国等地已建有200多处此类储能电站，主要用于负荷调平，移峰和改善电能质量。