中國儲能網(wǎng)訊：3月27日，在2014中國清潔電力峰會暨中國國際清潔能源博覽會智能電網(wǎng)論壇上，中國電力科學院新能源研究所儲能室副主任陶以彬先生做了《儲能技術及其在新能源發(fā)電中的應用》的演講，以下為詳細內容。
主持人： 下面，請中國電力科學院新能源研究所儲能室副主任陶以彬演講!
陶以彬：尊敬的潘總、各位專家：大家下午好!
下面，由我給大家介紹一下中國電科院新能源所在儲能方面所做的工作，我今天報告的主題是《儲能技術及其在新能源發(fā)電中的應用》。報告內容有以下五方面：一、儲能技術及應用現(xiàn)狀。二、儲能在新能源發(fā)電中的典型應用模式。三、儲能在新能源發(fā)電中的應用。四、儲能在微電網(wǎng)中的應用。五、新能源所儲能方向的工作介紹。
一、儲能技術及應用現(xiàn)狀
儲能技術的定義，在座各位專家對儲能應該比較熟悉，目前儲能主要分以下四大類型：第一，機械儲能;第二，電磁儲能;第三，化學儲能;第四，相變儲能。
儲能技術的分類，物理儲能，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能，電磁儲能包括超導儲能、超級電容儲能、高密度電容儲能;電化學儲能，以電池為主，有鉛酸、鎳氫、鋰離子、液留。
儲能技術分類，抽水蓄能，容量一般GW級以上，技術比較可靠，效率一般70-8及%，受地形限制，建設周期長，投資大。壓縮空氣儲能，主要特點是規(guī)模大、運行成本低，啟動時間長，3-5分鐘，可實現(xiàn)規(guī)?；秉c是必須找到合適的儲蓄洞，需要燃氣。飛輪儲能，主要特點是功率密度高、響應速度快、效率高、壽命長，缺點是能量密度低、費用比較高。大家見的比較多的是電化學儲能，目前比較多的是鉛酸，瀝青也有一部分，以前的電動汽車里用的比較多，現(xiàn)在電力系統(tǒng)中有推廣價值的是全釩液流，發(fā)展比較快的是鋰離子電池，主要是電動汽車的拉動作用。
各類儲能技術的綜合比較，全世界儲能系統(tǒng)，截止到2014年2月，全球儲能容量總共740GW，前幾年應該是鈉硫，那樣鈉硫占45%，其它的占55%，在55%當中，鋰離子電池占32%，近一兩年來，國內外的儲能上了一批鋰離子儲能電站。各類儲能技術綜合比較，從功率和放電時間來看，在電力系統(tǒng)當中，主要講電化學儲能，有達到GW級的，放電時間可以達到5-6小時，電池的應用不太一樣。底下是鈉硫電池，鈉硫電池放電時間長，而且可以大功率放電。從效率和壽命來看，目前效率比較高的應該是超級電容、鋰離子、飛輪、鈉硫、液流、鉛酸。
成本現(xiàn)狀，鈉硫電池運行壽命比較長，最初選擇了鈉硫電池為技術路線，鈉硫電池最大特點是技術被日本壟斷，全球只有NGK一家能做，目前在中國，也就是上海硅酸鹽所和上海電氣公司正在產(chǎn)業(yè)化推廣。
儲能技術的應用，從發(fā)電側來看，輔助運行，取代/延緩新建機組;在輔助服務主要調頻、調峰、電壓支持、備用容量。
二、儲能在新能源發(fā)電中的典型應用模式
電池儲能系統(tǒng)的組成，大概有四部分：儲能本體，常說的單體電池，一般要加電池管理系統(tǒng)，可以大大提高電池成組以后的運行壽命，通過控制裝置，把直流電變成交流電，最高層還有儲能監(jiān)控系統(tǒng)。電池儲能系統(tǒng)的集成，以長壽命大容量電池單體為基礎，高效管理技術為依托的標準電池模塊，標準化可擴展的儲能并網(wǎng)模塊設計，大規(guī)模儲能電站系統(tǒng)集成，滿足不同應用場合的需求，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，主要走模塊化和標準化技術路線，兼容性非常好。
電池儲能系統(tǒng)的典型應用，目前，在低壓400伏以下主要是按功率等級接入低壓400伏電網(wǎng)，按照2-4小時進行配置。接入方式，通過并網(wǎng)開關柜直接接入400V低壓電網(wǎng)，通過生涯變單元接入10kV或35kV電壓等級，功率等于在200kW-1MW，時間是2-4小時。
三、儲能在新能源發(fā)電中的應用
第一，儲能在新能源發(fā)電中的作用，平滑波動，跟蹤計劃，調峰填谷。第二，儲能在新能源發(fā)電中的系統(tǒng)優(yōu)化設計，主要是兩種方式：分布式和集中式。新能源發(fā)電應用中儲能系統(tǒng)的選型分析，一般主要從以下幾方面考慮：一是技術需求;二是生命周期內的效率和成本，采用凈現(xiàn)值計算方法，鈉硫電池儲能系統(tǒng)在減少風電預測與實際出力之差應用場合的成本/效益分析。以飛輪儲能系統(tǒng)為例，在抑制波動的應用場合。新能源發(fā)電應用中儲能系統(tǒng)的容量配置優(yōu)化，用于平滑風電場輸出功率波動的儲能系統(tǒng)容量配置優(yōu)化算法。第三，新能源發(fā)電--儲能聯(lián)合運行控制技術，跟蹤計劃出力，儲能跟蹤計劃口頭策略是實時補償風光儲聯(lián)合發(fā)電實際功率與發(fā)電計劃建的差值，根據(jù)當前的電池功率與電池剩余容量反饋值，確定儲能系統(tǒng)的最大工作能力，并向調度端上發(fā)當前允許使用容量。系統(tǒng)調頻。第四，典型應用案例，日本六所村風電場鈉硫電池觸電項目，50MW的風電廠，配備30MW鈉硫電池儲能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)夜間風電存儲和日間的調峰能力。美國夏威夷風電場高級鉛酸電池儲能項目，風電30MW，儲能15MW/100MWh高級鉛酸儲能電池，爬坡率控制，平滑風力發(fā)電波動，提供電壓支撐。國家風光儲輸示范工程，主要作用是平滑波動之消峰填谷、按計劃出力、調頻。
四、儲能在微電網(wǎng)中的應用
第一，儲能在微電網(wǎng)中的作用，并網(wǎng)運行時候，系統(tǒng)正常運行時，儲能系統(tǒng)、光伏發(fā)電、風力發(fā)電并網(wǎng)運行，儲能提供的作用主要是平滑風電和光伏的波動。孤島運行系統(tǒng)儲能系統(tǒng)具備黑啟動功能，為微電網(wǎng)提供電壓和頻率支撐，PCS是關鍵設備，提供低壓型控制方式。混合模式，既可以并網(wǎng)運行，也可以離網(wǎng)運行。第二，儲能在微電網(wǎng)中的優(yōu)化配置。第三，混合儲能在微電網(wǎng)中的應用技術，目前，儲能主要分功率型和能量型，功率型主要特點是循環(huán)壽命比較長，可以大功率充放電，能量型的循環(huán)壽命相對來講比較小，主要是小功率放電，通過兩種不同方式的混合可以大大延長儲能循環(huán)壽命，可以提高整個儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟效能。第四，含儲能的微電網(wǎng)運行控制技術，對含有按儲能單元的微電網(wǎng)整體控制策略為主從控制策略。第五，典型案例，西班牙國家可再生能源與智能電網(wǎng)研究中心微網(wǎng)儲能應用，主要是平衡新能源發(fā)電。天津濱海新區(qū)中信生態(tài)城微電網(wǎng)。東福山島微電網(wǎng)，以風電、光伏和儲能為主的，當時用的是鉛酸電池。
五、新能源所儲能方向的工作介紹
第一，儲能系統(tǒng)集成設計;第二，儲能變流轉換技術;第三，移動儲能供電技術;第四，儲能接入電網(wǎng)規(guī)劃和并網(wǎng)分析;第五，儲能的容量優(yōu)化配置;第六，儲能的經(jīng)濟性分析。第七，混合儲能的協(xié)調控制技術。
成果應用，包括河北承德智能農(nóng)莊微電網(wǎng)示范工程、江陰工況企業(yè)微電網(wǎng)等項目。國際交流，目前在葡萄牙有一個研發(fā)中心，正在開展規(guī)模化儲能電網(wǎng)關鍵技術研究還有中英國際合作項目。
謝謝大家!
主持人：謝謝陶主任!陶主任提前做準備，怕我再問標準的事，提前澄清了。儲能的事情，也是這個行業(yè)非常關心的事情，這些年來，國網(wǎng)公司做了很多儲能方面的工作，前幾年對各種各樣電池技術進行了熱炒，各種各樣電池技術到底能不能適用于智能電網(wǎng)的要求?能不能被電網(wǎng)接受?能不能納入到這個體系中去?還依賴大量的科研工作，剛才講了很多試點，我個人覺得還是非常有意義的，從經(jīng)濟性角度來講，好象有一個共同的認識，價格非常高，不知道最后能不能達到經(jīng)濟效益?
陶以彬：目前，我們也在做這個工作。包括參加這么多儲能論壇，包括下周開的儲能論壇，經(jīng)過近三到五年的研究，經(jīng)濟性逐漸逐漸能夠體現(xiàn)出來，首先，電池的價格下降的比較快，2010年鋰電池5塊多，現(xiàn)在大家的報價有的是3塊，有的1塊多。我個人為什么比較看好鋰電池呢?主要由兩架馬車拉動，一個電動汽車，一個新能源應用，成本價格下降的比較快，成本下降以后，可能會更多的應用到電網(wǎng)的其它領域。
