2)钠硫电池和液流电池无污染,不会对环境有影响;
3)寿命高,稳定性好。
缺点就是工作环境需要较高温度,达 300℃~500℃,技术还有待进一步完善。
3.5 其他储能方式[9]
其他储能方式包括抽水蓄能、压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)、蓄热和蓄冷储能等。抽水蓄能电站必须配备上、下两个水库,对建站地点要求苛刻,但是运行简单,可靠且使用期较长[10]。CASE电站建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站,寿命长,响应速度快,但其能量密度低,并受岩层等地形条件的限制[11]。热能存储常和STES(solar thermal electric steam)电厂结合起来,这种储能方式比较可靠,成本相对低廉。蓄冷常见的主要是水蓄冷和冰蓄冷,转换效率分别为90%和80%。水蓄冷优点是不改变制冷机的空调工况,但水的蓄冷密度(33.4kJ/kg),所需蓄冷池体积大,冷量损耗也大。冰蓄冷相变潜热为334.4kJ/kg,容积大幅减小,这种系统运行管理方便,能为系统提供2℃~4℃的冷冻水,主要缺点是需要较大的制冷量[12]。
表 1.1 几种主要储能技术的动态响应特性
储能方式 | 输出功率 | 放电持续时间 | 响应时间 | 循环寿命(次) |
飞轮 | 0-250kW | 1ms-15min | 1-20ms | 20000+ |
SMES | 10kW-10MW | 1ms-8s | 1-5ms | 100000+ |
超级电容器 | 0-300W | 1ms-1h | 1-20ms | 50000+ |
铅酸电池 | 0-50MW | secs-hours | >20ms | 12000 |
VRB | 30kW-3MW | secs-10h | 20ms-secs | 12000+ |
NaS | 50kW-8MW | secs-hours | 20ms-secs | 2500 |
表 1.2 几种主要储能技术经济性能参数
储能方式 | 能量密度(Wh/L) | 功率密度(W/L) | 自放电 | 能量效率 | 功率成本 ($/kW) | 能量成本 ($/kWh) | 寿命(y) |
飞轮 | 20-80 | 1000-2000 | 100% | 0.9 | 250-350 | 1000-5000 | 15 |
SMES | 0.2-2.5 | 1000-4000 | 10-15% | 0.95 | 200-300 | 103-104 | 20+ |
超级电容器 | 10-30 | 100000+ | 20-40% | 0.95 | 100-300 | 300-2000 | 20+ |
铅酸电池 | 50-80 | 10-400 | 0.1-0.3% | 0.85 | 300-600 | 200-400 | 5-15 |
VRB | 16-33 | — | Small | 0.7-0.85 | 600-1500 | 150-1000 | 5-10 |
NaS | 150-250 | — | 20% | 0.75-0.86 | 1000-3000 | 300-500 | 10-15 |
4 储能系统在微网中的应用[13]
配电网主要面向电力负荷直接供电,且现阶段用户对电能质量和电力品质的要求越来越高,以及环境和政策因素使这种传统的大电网已经不能很好地满足各种负荷的要求,储能技术为解决这一问题提供了新的路径。储能系统在微电网中有非常大的市场前景,对电网的电能质量、电网稳定性以及供电可靠性都有很大的提升。
4.1提供短时供电
微电网存在两种典型的运行模式:并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下,微电网与常规配电网并网运行;当检测到电网故障或发生电能质量事件时,微电网将及时与电网断开独立运行。微电网在这两种模式的转换中,往往会有一定的功率缺额,在系统中安装一定的储能装置储存能量,就能保证在这两种模式转换下的平稳过渡,保证系统的稳定。在新能源发电中,由于外界条件的变化,会导致经常没有电能输出(光伏发电的夜间、风力发电无风等),这时就需要储能系统向系统中的用户持续供电。
4.2电力调峰
由于微电网中的微源主要由分布式电源组成,其负荷量不可能始终保持不变,并随着天气的变化等情况发生波动。另外一般微电网的规模较小,系统的自我调节能力较差,电网及负荷的波动就会对微电网的稳定运行造成十分严重的影响。为了调节系统中的峰值负荷,就必须使用调峰电厂来解决,但是现阶段主要运行的调峰电厂,运行昂贵,实现困难。
储能系统可以有效地解决这个问题,它可以在负荷低落时储存电源的多余电能,而在负荷高峰时回馈给微电网以调节功率需求。储能系统作为微电网必要的能量缓冲环节,其作用越来越重要。它不仅避免了为满足峰值负荷而安装的发电机组,同时充分利用了负荷低谷时机组的发电,避免浪费。
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