储能方式ppt课件.ppt

根据各种储能技术的特点 飞轮储能 超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合 如应对电压暂降和瞬时停电 提高用户的用电质量 抑制电力系统低频振荡 提高系统稳定性等 而抽水储能 压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰 大型应急电源 可再生能源并入等大规模 大容量的应用场合 1 大容量储能电池目前的两种技术路线 钠硫电池 单结电池容量600安时以上 和液流电池 小型锂离子电池并联 简述 2 抽水蓄能 将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低的水库抽到地势高的水库 电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电 效率一般为75 左右 具有日调节能力 用于调峰和备用 不足之处 选址困难 及其依赖地势 投资周期较大 损耗较高 包括抽蓄损耗和线路损耗 现阶段也受中国电价政策的制约 压缩空气储能 压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量 由电动机带动空气压缩机 将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴 当系统发电量不足时 将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧 导入燃气轮机作功发电 国外研究较多 技术成熟 我国开始稍晚 不足之处 一大缺陷在于效率较低 原因在于空气受到压缩时温度会升高 空气释放膨胀的过程中温度会降低 在压缩空气过程中一部分能量以热能的形式散失 在膨胀之前就必须要重新加热 通常以天然气作为加热空气的热源 这就导致蓄能效率降低 还有可以想到的不足就是需要大型储气装置 一定的地质条件和依赖燃烧化石燃料 3 飞轮储能 是利用高速旋转的飞轮将能量以动能的形式储存起来 需要能量时 飞轮减速运行 将存储的能量释放出来 飞轮储能其中的单项技术国内基本具备 但和国外差距在10年以上 难点在于根据不同的用途开发不同功能的新产品 因此飞轮储能电源是一种高技术产品但原始创新性并不足 这使得它较难获得国家的科研经费支持 不足之处 能量密度不够高 自放电率高 如停止充电 能量在几到几十个小时内就会自行耗尽 超级电容器储能 用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量 与利用化学反应的蓄电池不同 超级电容器的充放电过程始终是物理过程 充电时间短 使用寿命长 温度特性好 节约能源和绿色环保 目前研究的方向是能否做到面积很小 电容更大 超级电容器的发展迅速 特别是石墨烯材料为基础的新型超级电容器 不足之处 和电池相比 其能量密度导致同等重量下储能量相对较低 直接导致的就是续航能力差 依赖于新材料的诞生 比如石墨烯 4 超导储能 利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置 超导储能系统大致包括超导线圈 低温系统 功率调节系统和监控系统4大部分 超导材料技术开发是超导储能技术的重中之重 超导材料大致可分为低温超导材料 高温超导材料和室温超导材料 不足之处 超导储能的成本很高 材料和低温制冷系统 使得它的应用受到很大限制 可靠性和经济性的制约 商业化应用还比较远 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 5 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 钴酸锂电池 锰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 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 6 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 不足之处 因为使用液态钠 运行于高温下 容易燃烧 而且万一电网没电 还需要柴油发电机帮助维持高温 或者帮助满足电池降温的条件 7 液流电池 液流电池的能量储存在电解液里 而不是固体电极 电池模块通过氧化还原反应把电解液储存的化学能转变为电能 目前较为成熟的是全钒液流电池 液流电池的优点在于 1 理论上寿命无限长 可循环使用 因为它的工作特点是电极不参加具体反应 所以循环寿命不受限制 也不受放电和充电程度的影响 2 可以根据需求把功率和能量分开来灵活设计 比如说确定了100兆瓦功率 但是需要4小时还是8小时供电可以变化 3 电池结构简单 方便模块化组装 也可以做很大 4 安全性好 因为电解液是水基的 本身就是灭火剂 另外由于水的比热容大 即使充满了瞬间释放 整个系统温度也只上升15 16度 5 平准化成本低于锂电池 适合做大型储能项目 不足之处 缺点是能量密度较低 目前不适合安装在移动装置上 工程上也需进一步完善 液流电池在电网上的应用最大的项目是中国博融集团下属融科储能在蜗牛石风电场的5MW 10MWh项目 从2012年项目建成至今一直运行稳定 8 钒液流电池利用钒有5 4 3 2 多种价态 可形成相邻价态的电对的特点 以不同价态的钒离子溶液为正 负极活性物质来组成化学电源 电池充电后 正极物质为5 负极为2 放电时5 得电子变4 2 失去电子变3 放电完毕后 正负极分别为4 和3 溶液 9 10 11 12 13 各种电池储能技术的对比显示 液流电池优势突出 14 1 中广核祁连微网光伏电站 该项目位于青海祁连央隆乡 属离网光伏电站系统 配置3MWp光伏 1 2MWh锂电池及4MWh铅酸蓄电池 2 中广核共和县离网光伏电站 该电站配置9 261MWp光伏 3MWh锂电池及28MWh铅酸蓄电池 与共和县目前的小水电组成微电网供电系统 用于解决共和县冬季供电的稳定性问题 采用微电网能量管理系统 实现系各个系统的协调运行控制 系目前全球最大的离网电站 3 张北一期风光储示范工程 项目位于张家口市张北县和尚义县境内 是目前世界上最大的风光储输示范项目 一期配有60MWh锂电 12MWh铅酸储能等 储能系统用于项目内光伏和风能发电的能量管理 平抑波动及电网调频调压的综合控制调度 4 国家电网 扬州智谷 光储一体化项目 该项目为2MW光伏发电并网接入10KV配网 结合储能系统组成微网 利用配电自动化系统和微网本地监控装置 实现了光 储智能控制和分布式电源的故障处理功能 15 6 南方电网风光储一体化变电站示范项目 系统总容量250kW 1MWh 采用2V1500Ah管式胶体铅酸蓄电池336只 每24组成只一个电池簇 含一台电池管理模块 总计14簇串联组成一组储能单元 含一套电池管理系统 7 北京延庆新能源产业基地智能微电网建设项目铅酸电池电力储能系统 该项目为北京智能电网产业建设标志性项目 本储能系统用于项目中微电网的支撑与控制调节 采用2V1000Ah铅碳蓄电池720节 总容量500kW 1440kW 5 城市智网 项目集装箱混合储能项目 中科院上海高等院 城市智网 项目 该项目由光伏发电 风能发电 燃气发电 电动汽车等用电负荷组成 是对未来城市分布式供电模式及能源互联网的探索 双登提供集装箱储能系统 配有36KWh铅碳电池 20KWh超级电容等 16 阳光三星 为应对弃光问题 阳光三星在全球范围内 首次提出在光伏直流侧接入储能系统的解决方案 并成功运用于苏州中康甘肃金昌100MW光伏电站 目前该项目已完成调试工作 并顺利并网运行 阳光三星