储能在电网中的应用前景及案例分析PPT课件
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日负荷调节，频 率控制和系统备 用，现场具备建 设条件
调峰，系统备用 ， 现场具备建设条 件
调峰、频率控制 、UPS和电能质 量
电能质量控制、 输配电稳定， UPS
输电系统稳定、 电能质量控制
与FACTS结合
储能类型
铅酸电池
电 液流电池 化 学 储 能
钠硫电池
锂电池
典型额定功 率
额定能量
特点
技术成熟，成本较 kW~50MW 1min~3hr 小
➢ 不足
• 系统复杂； • 有高速转动部件； • 轴承待机损耗问题
②储能系统的主要特点
储能类型
抽水储能
机 械 储 压缩空气 能
飞轮储能
超导储能 电 磁 储 电容器 能
超级电容
典型额定功率
100 ~ 2000MW
10 ~ 300MW
5kW ~ 1.5 MW
10kW~1M W
1~100kW 10kW~1M W
加州 加州
250 5000
能量 （kWh）
20000 32000 75000
储能技术/ 产品提供
商 Xtreme Power Xtreme Power A123 Systems Primus Power
4400
A123
1000 Enervault
500 ZBB Energy BYD
项目 状态 运行 规划
电系统
平衡电力消费， 平稳电力供应 及降低对发电
厂的依赖
中国
项目名称
项目时 项目地
间
点
国家风光储输 示范工程
2011
张北县
上海崇明风储 项目
2015
崇明岛
储能系统 20MW 2MW
夏威夷毛伊 岛
30000
First Wind
夏威夷毛伊 岛
10000
南加州爱迪生 加州，蒂哈
公ower Corporation
加州，莫德 斯托灌溉区
25000
毛伊岛电气公 司
夏威夷群岛， 毛伊岛
10000
Ktech公司
加州，莫德 斯托
250
SunPower
洛杉矶水电部 (LADWP)
电能质量、备用 电源、调峰填谷 、能量管理、可 再生储能
电能质量、备用 电源、UPS
一、储能系统分类及特点 二、储能系统应用前景和研究热点 三、储能技术在电网中应用的典型案例
1、在可 再生能源 中的应用
研究
大规模可再生电源接入后，其波动性、间歇性和随机性 不仅增加电力系统调峰压力，而且影响电力系统的安全 稳定运行。引入储能技术可以有效平抑新能源功率波动， 增强新能源发电可控性，提高新能源的并网接入能力。
储能在电网中的应用前景及案例分析
二〇一五年九月
一、储能系统分类及特点 二、储能系统应用前景和研究热点 三、储能技术在电网中应用的典型案例
①储能系统的分类
电能可以转换 为化学能、势 能、动能、电 磁能等形态存 储，按照其具 体方式可分为 机械、电磁、 电化学和相变 储能四大类型
机械储能
抽水蓄能 压缩空气储能 飞轮储能
额定能量 4-10hr
1~ 20hr
15s~15 min 2s~5min 1s~1min 1~30s
特点
规模大，技术成熟 响应慢，需要地理 资源。
大规模。响应慢 需要地理资源
比功率较大。成本 高、噪音大
响应快，比功率高 成本高、维护困难
响应快，比功率高 比能量太低 响应快，比功率高 成本高、储能低
应用场合
运行 运行
运行
日本
项目名称
聚集光伏发 电系统并网
项目
大型光伏发 电系统及电 网稳定性验
证项目
大城市中的 大型示范项
目
项目时 间
2002年2007年
2006年2010年
2010年
项目 储能系统
详细信息
系统应用
地点
大田 市
每个光伏发 电系统配备 9.6KWh的铅
酸蓄电池
大田市超过553个 家庭安装了总量 2129KW的光伏系统， 且每个系统都配备 铅酸蓄电池系统
电磁储能
超导储能 电容器 超级电容储能
电化学储能
铅酸、锂离子、 钠硫和液流等 电池储能
飞轮储能
锂离子电池
铅酸电池
钠硫电池
②储能系统的主要特点
锂离子电池
优点：
✓ 高比能量； ✓ 高比功率； ✓ 高能量转换效率； ✓ 长循环寿命
不足：
有的体系安全性较差； 价格还不够低
钛酸锂等新材料的开发和应用，大大 改善了锂离子电池的安全性能和循环 寿命，从而可将锂离子电池用于更大 规模的储能。
②储能系统的主要特点
液流电池
优点
缺点
(1)大规模蓄电，选址不受地 (1)正极、负极电解
域限制；
液交叉污染；
(2)安全，可深度放电；
(2)要用价贵的离子
(3)有很大的充放电速率； 交换膜；
(4)长寿命，高可靠性；
(3)两份溶液，体积
(5)无排放，噪音小；
大，平均之后比能
(6)启动快，充、放电切换快； 量低。
寿命低，环保问题
5kW~100M W
1~20hr
电池循环次数长， 可深充深放，适于 组合；储能密度低
100kW100MW
kW－MW
数小时
比能量较高。成本 高、运行安全问题 有待改进
分钟-小时
比能量高，成本较 高 安全问题有待改进
应用场合
电能质量、频率 控制、电站备用 、黑启动、可再 生储能
电能质量、备用 电源、调峰填谷 、能量管理、可 再生储能
美国
项目名称
夏威夷Kaheawa风 电一期项目
夏威夷Kaheawa风 电二期项目
SCE Tehachapi风 电储能项目
能源固化风电场项 目
毛伊岛电气公司风 电并网项目
用于可再生能源并 网的液流电池智能
电网项目 加州太阳能计划研
发项目一期 洛杉矶特哈查比山 的松树风电厂项目
业主
地区
功率 （kW)
First Wind
(7)价廉，1-2 年可建成；
(8)运行和维持费低。
②储能系统的主要特点
超级电容
优点：循环寿命若干万次，比功率高； 缺点：比容量小；单位能量投资高； 关键：开拓毫秒-秒级的应用、降低成本
②储能系统的主要特点
飞轮储能
➢ 优势
• 效率：70%-90%； • 输出功率：kW-MW，由电 动/发电机和电力变换装置 决定； • 响应速度：5-25ms，515s达到额定输出； • 寿命：大于20年； • 工作温度：-40℃ ～ 50℃ • 低维护、环境友好
在发生“过电 压”时避免能
量损失
1.5MW/11.8M 在稚内市建设一座
稚内 Wh钠硫电池、 5MW的光伏电站， 太阳能发电输
市 1.5MW/25KWh 为其配备钠硫电池 出稳定
电容器
和电容器系统
横滨 市
镍氢电池、 锂离子电池、 电动汽车蓄 电池、全钒 氧化还原液
流电池
27MW的光伏发电 设备（13MW的住宅 光伏系统和14MW的 中型到大型系统发
调峰，系统备用 ， 现场具备建设条 件
调峰、频率控制 、UPS和电能质 量
电能质量控制、 输配电稳定， UPS
输电系统稳定、 电能质量控制
与FACTS结合
储能类型
铅酸电池
电 液流电池 化 学 储 能
钠硫电池
锂电池
典型额定功 率
额定能量
特点
技术成熟，成本较 kW~50MW 1min~3hr 小
➢ 不足
• 系统复杂； • 有高速转动部件； • 轴承待机损耗问题
②储能系统的主要特点
储能类型
抽水储能
机 械 储 压缩空气 能
飞轮储能
超导储能 电 磁 储 电容器 能
超级电容
典型额定功率
100 ~ 2000MW
10 ~ 300MW
5kW ~ 1.5 MW
10kW~1M W
1~100kW 10kW~1M W
加州 加州
250 5000
能量 （kWh）
20000 32000 75000
储能技术/ 产品提供
商 Xtreme Power Xtreme Power A123 Systems Primus Power
4400
A123
1000 Enervault
500 ZBB Energy BYD
项目 状态 运行 规划
电系统
平衡电力消费， 平稳电力供应 及降低对发电
厂的依赖
中国
项目名称
项目时 项目地
间
点
国家风光储输 示范工程
2011
张北县
上海崇明风储 项目
2015
崇明岛
储能系统 20MW 2MW
夏威夷毛伊 岛
30000
First Wind
夏威夷毛伊 岛
10000
南加州爱迪生 加州，蒂哈
公ower Corporation
加州，莫德 斯托灌溉区
25000
毛伊岛电气公 司
夏威夷群岛， 毛伊岛
10000
Ktech公司
加州，莫德 斯托
250
SunPower
洛杉矶水电部 (LADWP)
电能质量、备用 电源、调峰填谷 、能量管理、可 再生储能
电能质量、备用 电源、UPS
一、储能系统分类及特点 二、储能系统应用前景和研究热点 三、储能技术在电网中应用的典型案例
1、在可 再生能源 中的应用
研究
大规模可再生电源接入后，其波动性、间歇性和随机性 不仅增加电力系统调峰压力，而且影响电力系统的安全 稳定运行。引入储能技术可以有效平抑新能源功率波动， 增强新能源发电可控性，提高新能源的并网接入能力。
储能在电网中的应用前景及案例分析
二〇一五年九月
一、储能系统分类及特点 二、储能系统应用前景和研究热点 三、储能技术在电网中应用的典型案例
①储能系统的分类
电能可以转换 为化学能、势 能、动能、电 磁能等形态存 储，按照其具 体方式可分为 机械、电磁、 电化学和相变 储能四大类型
机械储能
抽水蓄能 压缩空气储能 飞轮储能
额定能量 4-10hr
1~ 20hr
15s~15 min 2s~5min 1s~1min 1~30s
特点
规模大，技术成熟 响应慢，需要地理 资源。
大规模。响应慢 需要地理资源
比功率较大。成本 高、噪音大
响应快，比功率高 成本高、维护困难
响应快，比功率高 比能量太低 响应快，比功率高 成本高、储能低
应用场合
运行 运行
运行
日本
项目名称
聚集光伏发 电系统并网
项目
大型光伏发 电系统及电 网稳定性验
证项目
大城市中的 大型示范项
目
项目时 间
2002年2007年
2006年2010年
2010年
项目 储能系统
详细信息
系统应用
地点
大田 市
每个光伏发 电系统配备 9.6KWh的铅
酸蓄电池
大田市超过553个 家庭安装了总量 2129KW的光伏系统， 且每个系统都配备 铅酸蓄电池系统
电磁储能
超导储能 电容器 超级电容储能
电化学储能
铅酸、锂离子、 钠硫和液流等 电池储能
飞轮储能
锂离子电池
铅酸电池
钠硫电池
②储能系统的主要特点
锂离子电池
优点：
✓ 高比能量； ✓ 高比功率； ✓ 高能量转换效率； ✓ 长循环寿命
不足：
有的体系安全性较差； 价格还不够低
钛酸锂等新材料的开发和应用，大大 改善了锂离子电池的安全性能和循环 寿命，从而可将锂离子电池用于更大 规模的储能。
②储能系统的主要特点
液流电池
优点
缺点
(1)大规模蓄电，选址不受地 (1)正极、负极电解
域限制；
液交叉污染；
(2)安全，可深度放电；
(2)要用价贵的离子
(3)有很大的充放电速率； 交换膜；
(4)长寿命，高可靠性；
(3)两份溶液，体积
(5)无排放，噪音小；
大，平均之后比能
(6)启动快，充、放电切换快； 量低。
寿命低，环保问题
5kW~100M W
1~20hr
电池循环次数长， 可深充深放，适于 组合；储能密度低
100kW100MW
kW－MW
数小时
比能量较高。成本 高、运行安全问题 有待改进
分钟-小时
比能量高，成本较 高 安全问题有待改进
应用场合
电能质量、频率 控制、电站备用 、黑启动、可再 生储能
电能质量、备用 电源、调峰填谷 、能量管理、可 再生储能
美国
项目名称
夏威夷Kaheawa风 电一期项目
夏威夷Kaheawa风 电二期项目
SCE Tehachapi风 电储能项目
能源固化风电场项 目
毛伊岛电气公司风 电并网项目
用于可再生能源并 网的液流电池智能
电网项目 加州太阳能计划研
发项目一期 洛杉矶特哈查比山 的松树风电厂项目
业主
地区
功率 （kW)
First Wind
(7)价廉，1-2 年可建成；
(8)运行和维持费低。
②储能系统的主要特点
超级电容
优点：循环寿命若干万次，比功率高； 缺点：比容量小；单位能量投资高； 关键：开拓毫秒-秒级的应用、降低成本
②储能系统的主要特点
飞轮储能
➢ 优势
• 效率：70%-90%； • 输出功率：kW-MW，由电 动/发电机和电力变换装置 决定； • 响应速度：5-25ms，515s达到额定输出； • 寿命：大于20年； • 工作温度：-40℃ ～ 50℃ • 低维护、环境友好
在发生“过电 压”时避免能
量损失
1.5MW/11.8M 在稚内市建设一座
稚内 Wh钠硫电池、 5MW的光伏电站， 太阳能发电输
市 1.5MW/25KWh 为其配备钠硫电池 出稳定
电容器
和电容器系统
横滨 市
镍氢电池、 锂离子电池、 电动汽车蓄 电池、全钒 氧化还原液
流电池
27MW的光伏发电 设备（13MW的住宅 光伏系统和14MW的 中型到大型系统发