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1、储能在智能电网中的应用及发展趋势 二 一六年五月 上海电力设计院有限公司 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 一 发展储能的意义和作用 构建坚强的智能电网是我国未来电网的发展方向 规划试点阶段 2009 2010全面建设阶段 2011 2015引领提升阶段 2016 2020 十二 五 规划中明确指出 适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求 加快现代电网体系建设 进一步扩大西电东送规模 完善区域主干电网 发展特高压等大容量 高效率 远距离先进输电技术 依托信息 控制和储能等先进技术 推进智能电网建设 切实加强城乡电网建设与改造 增强电网优化配置电力能力和供电可
2、靠性 中国国家电网公司2009年5月21日首次公布智能电网计划 Smartgridplan Intelligentelectricalnetworkplan 1 1储能的重要意义 十三 五 规划中明确指出 提出要重点推进包括高效智能电力系统 煤炭清洁高效利用 可再生能源 核电 非常规油气 能源输送通道 能源储备设施 能源关键技术装备等能源行业八大重点工程 其中重点提出要实施光热发电示范工程 加快推进光热发电 大规模储能等技术研发应用 1 1储能的重要意义 储能技术广泛应用于未来智能电网建设的发电 输电 配电 用电4大环节 储能技术是实现构建坚强智能电网的关键之一 1 2储能的重要作用 截止到2
3、013年底 我国风电装机容量为91 4GW 平均弃风率为11 7 局部地区最高达到35 2 截止到2013年底 我国光伏发电装机容量达21GW 日弃光30 平抑 可再生能源发电的随机波动性 提高电网消纳能力 提高可再生能源消纳能力 平抑 1 2储能的重要作用 电力负荷在白天高峰和夜间低谷周期性地变化 负荷峰谷差有时高达发电量的30 40 削峰填谷在负荷低谷时吸纳电网多余发电能力 在负荷高峰时向电网馈电 提高电力系统运行经济性 调峰 调频 1 2储能的重要作用 提高电力系统运行安全性 可靠性 随着未来电网的不断建设 电力系统的运行环境更加复杂 对电网的安全稳定运行要求也越来越高 这直接关系到国民
4、经济的发展和人民群众的生活 备用电源储能系统可以当作备用容量 当常规电源发生无法预期的事故时 快速提供电能供应 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 一 发展储能的意义和作用 储能市场近期发展趋势 政府对储能技术及应用的关注度提高电力系统加紧对储能系统及其在智能电网应用研究 技术 应用 标准等 金融市场逐步参与到储能的应用中储能在电力系统的应用项目仍以示范为主 但数量 容量有所提高储能技术在电动汽车 能量回收领域 电信基站 数据中心等市场的应用为其规模化进入电力市场奠定基础多能互补 多类储能技术结合应用是近期技术选型的亮点关键技术指标 关键材料仍有待改进主流技术成
5、本近几年不断下降 在未来五年 下降空间很大新兴技术研发活跃 市场 应用 技术 储能市场发展规模 储能市场容量及技术 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 中国 2 在微网中的应用研究 1 有效稳定系统输出 解决微网中动态电能质量问题 2 提高现有配用电设备的利用率 降低运行成本等 3 实现与大电网的并网运行 必要时向大电网提供一定的支援服务 210KW风力发电机组 100KW光伏组件 2000Ah储能蓄电池组
6、东福山岛风光柴储能电站是国内第一个规模化投入实际应用的新能源储能电站 集风 光 储一体并升压运行孤岛微网系统 中国 3 在电网调频中的研究 由于储能调节速度快 未来在电网调频中将起到积极的作用 目前美国 智利等国均已开展调频储能项目及研究工作 北京的石景山热电厂储能项目也为华北电网提供一定的调频辅助服务 比亚迪在美国实施的4MW 2MWh储能调频项目 该项目能有效缓解电网负载压力和增强电网运行稳定 4 在需求侧响应中的研究 为特定电力用户提供服务 例如可为用户提供消减需求开支并提供后备电源服务 也可在电网故障时 保障对用户的高可靠性供电 5 在智能建筑领域的应用研究 围绕智能电网和智能城市的发
7、展 结合储能系统探索智能电网及智能城市未来的发展形态 实现对区域内电力供需进行有效调控 6 在智能交通中的应用研究 储能应用与智能交通领域 主要是通过电动汽车来实现 采用V2G技术实现与电网的互动 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 一 发展储能的意义和作用 1 概述 国家风光储输示范工程 2 总体构架 四 储能技术在电网中应用的典型案例 3 储能系统 考虑技术风险控制 装置多样性 同时 兼顾到本工程的示范意义 本期储能电站选用锂电池 钠硫电池和全钒液流电池的组合 钠硫电池 全钒液硫电池 磷酸铁锂电池 4 储能系统 4 储能系统 已突破的关键技术 电池储能装置的
8、大规模电站化集成技术 大规模多类型电池储能电站高速实时监控技术 大规模多类型储能电站协调控制及能量管理技术 大规模多类型电池储能电站的多种应用技术 四 储能技术在电网中应用的典型案例 储能瞬时切换输出 输入状态 响应快速方式灵活已实现网调直控储能 进行系统调频 5 系统功能 4 延伸和突破 四 储能技术在电网中应用的典型案例 拟在张家口地区建设风光储工程 该工程风光互补电站总装机容量约为200MW 其中风电场99MW 本期建设 光伏电站100MW 远期建设 需要配置一定容量的储能 储能容量的配置需要根据风光出力特性 储能装置特性和有效较小弃风和弃光达到风光总输出功率平稳的要求 从而有效提高能源
9、利用率的作用 6 延伸和突破 四 储能技术在电网中应用的典型案例 本项目本期投运99MW风电 以康保地区风电场一年的预测运行数据进行储能容量配比分析 6 延伸和突破 四 储能技术在电网中应用的典型案例 总体上来看 由于风电出力的波动性较大 储能容量的增加对系统弃电率的减少效果有限 储能电池的容量配置不宜过高 配置储能设备后 风电场的弃风率低于15 根据曲线计算结果 可采用20MWh或者30MWh储能容量 由储能容量与弃风率关系曲线对应20MWh 30MWh的曲线可以看出 储能电池功率在25MW左右出现拐点 弃风率下降趋势趋于稳定 储能电池功率取25MW可得到较好的技术指标效益 因此本期工程储能
10、电池的容量取值可为25MW 0 8h 20MWh 或25MW 1 2h 30MWh 考虑充放电次数以后 最终选定25MW 1 2h 30MWh 四 储能技术在电网中应用的典型案例 青海光储项目 1 概述 a 创新性的提出光储发展模式 从本质上解决 弃光限电 问题 2 项目建设的意义与重要性 2 项目建设的意义与重要性 b 平抑光伏电站出力波动 有效改善光伏发电供电质量 3 光储电站配置方案 光伏发电具有午间短时段出力水平高 其他时段出力水平低和昼间有出力 夜间无出力的特点 储能技术具有能够实现电能的时空平移特点 为光伏电站配置储能系统可将光伏电站的午间高出力转移至其他时段 削减电站出力尖峰 减
11、少弃光 在现有的输电走廊条件下 提高输电走廊的利用效率 延缓输电线路扩容 上海漕河泾松江南部微电网 1 概述 2 微网组成 37 园区客户获得绿色清洁能源 能源中心成为可靠高效能源运营者 产业园成为上海绿色低碳友好发展的典范 能源系统定位 基于多点接入的可再生能源发电和冷热电三联供 多元储能技术的局域智能能源互联网综合体 37 2 微网组成 园区内考虑光伏安装容量约为6 6MW 配置相应的天然气分布式机组2 3 30MW 提供电能并满足区域的冷热负荷 此外 在该区域还可以配置雨水收集系统 分布式储能系统 安装3MW 1小时的电化学储能系统 来保证智能配电网的电能质量 3 目的与意义 产业园区能源互联网主要是打造一个智能能源管理中心 构建三层基础网络 供给和使用层 多源互联层 能源管理层 通过分层建设 达到平台能力及应用的可成长 可扩充 创造面向未来的能源互联网系统框架 谢谢
