电力系统储能技术及应用现状20170508汇报

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飞轮储能
飞轮储能基本原理是由电能驱动飞轮 高速旋转，电能转变为机械能储存，当需 要电能时，飞轮减速，电动机作发电机运 行，将飞轮动能转换成电能，飞轮的升速 和降速，实现了电能的存入和释放。 飞轮储能技术可用于电网调峰调频、 UPS不间断电源、电动汽车等领域。
压缩空气储能
传统压缩空气储能系统是基于燃气轮机
储能密度高、容量大、充放电功 率大、循环寿命长、绿色无污染 等诸多优点。 超导磁储能技术门槛比较高 ，目前在国内仅处在试验研究阶 段。
超级电容器储能
超级电容器根据电化学双电
层理论研制而成，充电速度快， 放电电流仅受内阻和发热限制，
循环使用寿命长，放电深度深，
能量转换效率高，长期使用免维 护，低温特性好，没有“记忆效 应”。 超级电容器技术成熟并已经 有大规模的商业化生产，主要用 于军工领域、特种车辆和船舶等 大型机械的辅助或动力电源以及 太阳能或风电系统的储能电源等
2010年世博会期间启动了百千
瓦级城网储能钠硫电池示范电站 。钠硫电池在国内目前只是在技 术研究定型阶段，后期也仅做一 些示范工程。
崇明200kW/1MWh纳硫储能示范电站
电磁储能
超导磁储能
超级电容器储能
超导磁储能
利用超导线圈储存磁场能量
，能量交换和功率补偿无需能源 形式的转换。
从性能上看，超导储能具有
电动汽车储能
电动汽车在充电时，可作为电力系统
用户侧的分布式储能设施，调节电网用电
负荷；电动汽车又可向电网放电，起到削 峰填谷的作用，并提供调频等辅助服务，
提高电网运行的稳定性和经济性。因此，
电动汽车不仅在对减少传统化石能源消耗 、控制污染物排放方面具有重要作用，同
时电动汽车推广和大规模应用，也可作为
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我国对压缩空气储能系统的研究开发比较晚，但随着电 力储能需求的快速增加，相关研究逐渐被重视，对压缩 空气储能电站的热力性能、经济性能、商业应用等进行 了研究，但大多集中在理论和小型实验层面，目前还没 有投入商业运行的压缩空气储能电站。中科院工程热物 理研究所正在建设1.5MW先进压缩空气储能示范系统。
负荷低谷时段机电设备工作在电动机状态，
将下水库的水抽到上水库，负荷高峰时段机 电设备工作在发电机状态，利用储存在上水
库中的水发电。
因此，抽水蓄能可将电网负荷低谷时段 的多余电能，转变为电网高峰时段的稀缺电
能。
抽水储能-应用情况
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抽水蓄能技术是世界各国目前普遍采用的电力系统大规模储能技 术，也是迄今最经济、高效的一种储能技术。 我国抽水蓄能电站的建设虽起步较晚，但起点却较高，且建设资 源优越，如十三陵抽水蓄能电站、天荒坪抽水蓄能电站等均为世 界知名抽水蓄能电站，近年建设的多座大型抽水蓄能电站技术已 处于世界先进水平，如张河湾、西龙池、呼和浩特抽水蓄能电站 等。至2013年底，我国抽水蓄能电站装机近2200万千瓦。我国 “十二五规划”抽水蓄能电站装机为2800万千瓦，“十三五规 划”为7000万千瓦。
相变储能
蓄冷 A
蓄热
B
蓄冷蓄热技术是电力需求侧最优秀的蓄能技术之一。 蓄冷技术中最常用的是冰蓄冷技术， 蓄热技术中主要介绍光热发电技术等。
冰蓄冷
冰蓄冷技术，主要是指在电
力负荷低谷时段，采用电动制冷 机组制冷，利用相变材料的潜热
（显热）以冰（低温水）的形式
将冷量贮存起来，在用电高峰时 段将其释放，以满足建筑物的空 调或生产工艺需冷量，从而实现 电网移峰填谷的目的。 冰蓄冷技术不仅是平衡电网 负荷的一种有效手段，而且对常 规空调的空气品质、稳定性及运 行经济性也有促进作用。
液流电池可以广泛地应用于
电力储能方面。但是由于其技术 成熟度不高，技术瓶颈较多、价 格较贵，目前在国内应用不广泛 。
纳硫电池
钠硫电池最大的特点就是改
变了常规电化学电池采用固体电 极液态电解质的结构，采用熔融
目前国内在钠硫电池技术上
还处于研发和示范应用阶段，还 不具备商业化生产运营的能力。
状的电极材料和固态的电解质。
光热发电储热
太阳能光热发电的原理是，
通过反射镜将太阳光汇聚到太阳 能收集装置，利用太阳能加热收
集装置内的传热介质（液体或气
体），再加热水形成蒸汽带动或 者直接带动发电机发电，太阳能 所烧热的水可以储存在巨大的容 器中，在太阳落山后几个小时仍 然能够带动汽轮发电，从而达到 储能的目的。 光热发电可应用于电力供应 、常规电站联合循环及工业供热
电力系统的一种储能设施。
中国储能网
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【谢谢大家聆听】
锂电池主要应用在电动工具 、家用电器、照明灯具、通讯 设备以及电动汽车等方面。 锂电池目前在电力系统储能 领域的应用相对广泛，如深圳 宝清储能电站、张北风光储输 工程均有采用锂电池。
4MW X 4h磷酸铁锂电池储能系统
液流电池
能量效率高、使用寿命长、
循环次数高；使用过程中便于实 现模块化配置等特点。
相变储能
相变储能是利用相变材料在物态变化 时，吸收或放出大量潜热而实现。它可以 利用电热蓄能（冷和热）来实现对电力系 统的削峰填谷，也可用于新能源、工业余 热利用、新型家用电热电器的开发等。在 风能、太阳能等间歇性新能源的应用方面 ，储能技术也可发挥重要的作用。相变储 能技术同时对提高我国能源的利用效率可 起到作用。
技术的储能系统。其工作原理是，在用电低 谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转
化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高
压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室 燃烧，然后驱动透平发电。传统压缩空气储
能系统具有储能容量较大、储能周期长、效
率高和投资相对较小等优点。
压缩空气储能-应用现状
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目前，世界上已有两座大型压缩空气储能电站投入商业 运行。第一座是1978年投入商业运行的德国Huntorf电 站，目前仍在运行中。 第二座是于1991年投入商业运行的美国Alabama州的 McIntosh压缩空气储能电站。
电力系统储能技术及应用现状
汇报人： 小组成员：
传统电力系统的特点
• 电能难以大规模储存
• 发出电能需即时传输
• 发电/负荷实时平衡
传统电力系统：刚性（充裕性、稳定性）
电力系统储能的作用
• 储能把发电与用电从时间和空间上分割开来
• 发出的电力不再需要即时传输 • 用电和发电不再需要实时平衡
储能使传统的“刚性”电力系统变得“柔性” 是高比例可再生能源并网电力系统的关键支撑技术
方面。 铅酸电池在电力系统储能领域
也有一定的应用，主要应用在一些
能要求不苛刻的场合。
北京延庆新能源产业基地智能微电网建设项目 考虑建设成本、对储能电池技术性 铅酸电池电力储能系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
改良的铅酸电池技术—铅碳电
池。
锂电池
锂电池自放电损耗小、能量
转换效率较高，相比较其他电 化学电池，在性能方面都有较
大的提高。
储能技术分类及特性
机械储能
A 化学储能
B
电磁储能
C
相变储能
D
电动汽车也是电力系统储能的一种形式
机械储能
是电能与机械能之间的相互转换
抽水储能 飞轮储能
压缩空气储能 …
在能量转化过程中， 会产生机械损耗； 寿命一般较长，容量 一般较大
抽水储能
抽水蓄能电站包括上、下水库及地下电 站、相应的输配电系统和其他附属设置等。
化学储能
利用电化学电池将电能转化为化学能存储
主要原理是利用氧化还原化学反应
铅酸电池储能 液流电池储能
锂系电池储能 钠硫电池储能
技术特性： 输出电压范围较窄， 使用寿命通常受到循 环次数的制约
铅酸电池
技术成熟，电池材料来源较为
广泛，成本较低；循环次数少，使 用寿命短；对环境有一定污染。
目前主要应用在汽车后备电源