中國儲能網(wǎng)訊:華北電力大學新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室教授 尹忠東
儲能即為電能的儲存,指在能量富余的時候,利用特殊技術(shù)與裝置把能量儲存起來,并在能量不足時釋放出來,從而調(diào)節(jié)能量供求在時間和強度上的不匹配問題。
主要的儲能方式可分為機械儲能、化學儲能、電磁儲能等。機械儲能:抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。化學儲能:鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池及其它二次電池等。電磁儲能:超導(dǎo)儲能和超級電容儲能等。
儲能技術(shù)在電網(wǎng)中的主要作用在于:實現(xiàn)需求側(cè)管理;消除晝夜峰谷差;平滑負荷;提高電力設(shè)備利用率,降低供電成本;促進可再生能源的應(yīng)用;提高協(xié)調(diào)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率;補償負荷波動。
幾種先進的儲能技術(shù)分別為:飛輪儲能(FESS),超導(dǎo)磁儲能(SMES),壓縮空氣儲能(CAES),電池儲能(BESS)。
飛輪儲能系統(tǒng)核心部分:飛輪,電動機—發(fā)電機和電力電子變換裝置。工作模式:充電、放電、保持。電力電子變換裝置從外部輸入電能驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn),電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn),飛輪儲存動能(機械能),當外部負載需要能量時,用飛輪帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn),將動能轉(zhuǎn)化為電能,再通過電力電子變換裝置變成負載所需要的各種頻率、電壓等級的電能,以滿足不同的需求。
超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的基本原理是引導(dǎo)電能儲存于直流電流過的一個環(huán)狀導(dǎo)線所發(fā)生的磁場中。假如該線圈以普通導(dǎo)線來繞制,磁能會因?qū)Ь€電阻發(fā)熱而消耗。若導(dǎo)線是超導(dǎo)體的,因為超導(dǎo)體具有在很低溫度時電阻幾乎等于零的特性,電能就能在持久不變的模式下長期有效地儲存起來直到需用時為止。
壓縮空氣蓄能發(fā)電設(shè)備主要包括:壓氣機,電動機/發(fā)電機,地下貯氣室,換熱器,燃燒室,燃氣輪機和聯(lián)軸器。可以分為兩個子系統(tǒng),分別是蓄能子系統(tǒng)和發(fā)電子系統(tǒng)。發(fā)電子系統(tǒng)的工作過程是,壓氣機(即壓縮機)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮;壓縮后的空氣進入燃燒室,與噴入的燃料混合后燃燒,成為高溫燃氣,隨即流入燃氣透平中膨脹作功,帶動發(fā)電機發(fā)電。
電池儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的運行方式主要為:UPS/EPS運行,電能質(zhì)量治理,平復(fù)新能源概率波動,電網(wǎng)穩(wěn)定控制。
電力電子器件組成的電網(wǎng)接入系統(tǒng)(Power Conversion System,PCS)是電池儲能系統(tǒng)的重要組成部分,承擔了儲能電池與交流電網(wǎng)之間交、直流形式變換與雙向能量傳遞的功能。