一文看懂储能电池应用

  发布时间: 2019年09月03日 02:41:34   作者: 广丰能源网

  储能电池应用场景

  (1)可再生能源并网

  可再生能源发电的间隙性和易变性,以及渗透率的不断提高,对现有电网系统的正常运行和调度提出了严峻的挑战。近年来,为了尽可能利用更多的可再生能源和提高电网运行的可靠性和效率,各种储能技术研究及工程示范项目得以快速发展。大容量电池储能技术应用于风电、光伏发电,能够平滑功率输出波动,降低其对电力系统的冲击,提高电站的跟踪计划出力的能力,为可再生能源电站的建设和运行提供备用能源。

  (2)电网辅助服务

  电网辅助服务分为容量型和功率型服务,容量型服务如电网调峰、加载跟随和黑启动等,储能规模需达到一定体量,一般1~500MW之间,放电时间大于1小时;功率型服务如调频辅助和电压支持,需要电池在短时间内(分钟级别)有较大的功率或电压输出。储能电池技术在提高电网调频能力方面,可以减小因频繁切换而造成传统调频电源的损耗;在提升电网调峰能力方面,根据电源和负荷的变化情况,储能系统可以及时可靠地响应调度指令,并根据指令改变其出力水平。

  (3)电网输配

  储能电池系统可以改善配电质量和可靠性。当配网出现故障时,可以作为备用电源持续为用户供电;在改善电能质量方面,作为系统可控电源对配电网的电能质量进行治理,消除电压暂降、谐波等问题,同时降低主干网络扩容投入,节约扩容资金。

  (4)分布式及微网

  微电网系统要求配备储能装置,并要求储能装置能够做到以下几点:1)在离网且分布式电源无法供电的情况下提供短时不间断供电;2)能够满足微网调峰需求;3)能够改善微网电能质量;4)能够完成微网系统黑启动;5)平衡间歇性、波动性电源的输出,对电负荷和热负荷进行有效控制。储能电池系统具有动态吸收能量并适时释放的特点,作为微电网必要的能量缓冲环节,它可以改善电能质量、稳定组网运行、优化系统配置、保证微电网安全稳定运行。

  (5)用户侧

  用户侧储能主要包括工商业削峰填谷及需求侧响应。电池结合电力电子技术能够为用户提供可靠的电源,改善电能质量;并利用峰谷电价的差价,为用户节省开支。

  (6)电动汽车VEG模式的供能系统

  新能源汽车产业的发展必须与储能产业协同发展。为了满足未来电动汽车安全快充的需求,有必要建立类似加油站的分布式能量站,能量站安装有低成本、长寿命的兆瓦级储能电池,可从电网充电储存电量后,给电动汽车快速充电;同时,能量站还能够与电网互动,用于电力调峰或调频。

一文看懂储能电池应用

  储能电池的技术内涵

  未来针对电力调峰储能的大容量电池和电力调频储能的大功率电池还有待技术的创新突破。储能电池技术内容主要包括六个方面:材料技术、结构技术、制造技术、应用技术、修复技术和回收技术。

  (1)材料技术

  电池核心材料包括正极材料、负极材料和电解质材料,附属材料还包括隔膜、集流体和电池壳体材料等。在过去的三十年里,锂离子电池材料的研发主要集中在提升材料的能量密度、循环寿命和安全性能,开发低成本的材料制备技术;液流电池材料的研发主要集中在电解液和隔膜材料的改性。2006年铅酸电池领域开始了负极铅膏中碳材料添加剂的选择与改性,以发展储能用长寿命铅炭电池。

  纵观储能电池技术的研究历史,虽然材料的进步能够带来电池性能的显着改善,但能够有实际效果的材料创新进程其实非常缓慢。尤其是实验室论文报道的材料性能,并不等同于实际电池的性能,两者之间往往有相当的差距。因此电池材料虽然很关键,但并不是电池技术研究的全部。目前储能领域技术工程类项目的立项过于看重了实验室的材料论文研究工作,忽视了与实际应用场景的对接,造成了科研工作与产业发展需求之间较大的脱节,应予以足够重视。

  (2)结构技术

  并非所有的电池都可以称为储能电池,系统功率在1KW量级以上的,可以称为储能电池;系统功率≥1MW,用于储能电站的电池称为电力储能电池。

  储能电池结构技术包括电池单体内部结构技术和外部系统结构技术。与小型的消费类电子产品用电池不同,储能电池的结构更为复杂,具有系统串并联的要求和大功率大容量的特点。

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