中國電力科學(xué)研究院的研究人員李建林、馬會萌、惠東指出,分布式發(fā)電能夠充分利用可再生能源實現(xiàn)節(jié)能減排,是集中式發(fā)電的有效補(bǔ)充,利用儲能系統(tǒng)的雙向功率能力和靈活調(diào)節(jié)特性可以提高系統(tǒng)對分布式電源的接納能力,具有廣闊的應(yīng)用前景。
首先匯總了多種主流儲能技術(shù)目前在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用規(guī)模及其本體關(guān)鍵參數(shù),并從儲能設(shè)備自身特點和電力系統(tǒng)對儲能的需求出發(fā),分析各儲能技術(shù)的優(yōu)勢和不足,提出了可能突破的方向及發(fā)展預(yù)期。
然后從應(yīng)對分布式可再生能源大量接入給電網(wǎng)帶來的問題出發(fā),歸納了儲能技術(shù)在融合分布式可再生能源方面的應(yīng)用模式,分析了國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及不足,最后從本體發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)層面探討了儲能技術(shù)的未來發(fā)展方向。
分布式發(fā)電能夠充分利用可再生能源,是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要舉措,也是集中式發(fā)電的有效補(bǔ)充。作為第三次工業(yè)革命的重要特征之一,分布式發(fā)電尤其是分布式光伏發(fā)電飛速發(fā)展,至2014年底,我國分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)8GW,并且新一輪電力體制改革力推分布式能源。
中央發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)[2015]第9號)明確規(guī)定“允許擁有分布式電源的用戶或微網(wǎng)參與電力交易”,“全面開放用戶側(cè)分布式電源市場,積極開展分布式電源項目的各類試點和示范”,可以預(yù)見分布式發(fā)電將擁有更廣闊的發(fā)展空間。然而可再生能源發(fā)電的特性對系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定、可靠性和電能質(zhì)量將產(chǎn)生影響。
針對該問題,當(dāng)前儲能技術(shù)在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域中的重要補(bǔ)充作用已基本得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可,利用儲能系統(tǒng)的雙向功率能力和靈活調(diào)節(jié)特性可以提高系統(tǒng)對分布式電源的接納能力。隨著儲能技術(shù)日益成熟、成本不斷降低,以及未來智能配電網(wǎng)的發(fā)展,其在促進(jìn)分布式電源消納領(lǐng)域?qū)碛懈鼜V闊的應(yīng)用前景。
本文首先介紹了儲能本體技術(shù)的特點及發(fā)展現(xiàn)狀,歸納了儲能在促進(jìn)分布式可再生能源消納方面的應(yīng)用情況,并從應(yīng)用技術(shù)、評估技術(shù)和本體技術(shù)層面對其未來發(fā)展方向進(jìn)行了探討。
1 儲能技術(shù)的特點及發(fā)展現(xiàn)狀
儲能技術(shù)包含本體技術(shù)與應(yīng)用技術(shù),本體技術(shù)是儲能技術(shù)的基礎(chǔ)。儲能本體形式按照能量儲存形式,可以分為機(jī)械儲能、電磁儲能、化學(xué)儲能和相變儲能?;瘜W(xué)儲能目前來看主要有電化學(xué)儲能、氫儲能等;電化學(xué)儲能又包括鋰離子電池、液流電池、鉛酸電池、鈉硫電池等典型的二次電池體系,以及新興的二次電池體系(鈉離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等)。
對于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言,儲能系統(tǒng)的基本技術(shù)特征體現(xiàn)在功率等級及其作用時間上,儲能的作用時間是區(qū)別于電力系統(tǒng)傳統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標(biāo)志,是儲能技術(shù)價值的重要體現(xiàn),是特有的技術(shù)特征。儲能所擁有的這一獨特技術(shù)特征將改變現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時平衡的傳統(tǒng)模式,在能源革命中發(fā)揮重要作用。
儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用涉及發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié),在促進(jìn)集中式和分布式可再生能源消納領(lǐng)域的應(yīng)用已備受關(guān)注。其中在集中式可再生能源領(lǐng)域應(yīng)用的項目數(shù)、裝機(jī)容量占比均最大,增長態(tài)勢最明顯,在分布式可再生能源領(lǐng)域應(yīng)用的項目數(shù)占比增長速率較快。
據(jù)不完全統(tǒng)計,近10年來全球MW級以上規(guī)模的儲能示范工程約190個,其中超過120個與電化學(xué)儲能相關(guān),主要儲能類型項目數(shù)占比如圖1所示。這些項目均以電池作為主要裝置載體,采用的電池類型包括鈉硫、液流、鋰離子、鉛酸等,國際上各示范工程對儲能本體的選型表明現(xiàn)階段電化學(xué)儲能的技術(shù)基礎(chǔ)積累優(yōu)于其他類型的儲能技術(shù)。
從電化學(xué)儲能裝機(jī)容量方面分析,MW級儲能項目中主要類型儲能總裝機(jī)增長趨勢如圖2所示。圖2顯示:鋰離子電池儲能前期裝機(jī)容量小,自2012年后,其裝機(jī)容量得到大幅提升,在電池儲能中位列最高。鉛酸電池自2012年后處于停滯狀態(tài),鈉硫裝機(jī)容量在2011年之后位居第一,之后增長緩慢。
從圖2中可看出,在電化學(xué)儲能示范項目中,以鋰離子電池儲能示范項目數(shù)、裝機(jī)容量占比最高,達(dá)48%,增長幅度也最快,可以預(yù)見鋰離子電池仍將是應(yīng)用最廣的電化學(xué)儲能技術(shù)。
圖1主要儲能類型項目數(shù)占比
圖2MW級儲能項目中主要類型儲能總裝機(jī)增長趨勢
目前,各種儲能的技術(shù)發(fā)展水平各有不同,在集成功率等級、持續(xù)放電時間、能量轉(zhuǎn)換效率、循環(huán)壽命、功率/能量密度及成本等方面均有差異。
2 分布式可再生能源領(lǐng)域中的儲能應(yīng)用現(xiàn)狀
分布式電源的接入促進(jìn)了電能與其他能源的融合和轉(zhuǎn)換,促進(jìn)了多種能源的互補(bǔ)和高效利用。電力、天然氣、熱能、氫能、生物質(zhì)能等多種一次和二次能源將在用戶側(cè)得到綜合利用,聯(lián)合提供用戶所需的終端用能服務(wù)。
而分布式電源的接入使配電網(wǎng)變成有源電網(wǎng),對配電網(wǎng)規(guī)劃、并網(wǎng)管理、運(yùn)行、經(jīng)營服務(wù)等提出了很大的挑戰(zhàn)。主動配電網(wǎng)(ActiveDistributionNetwork,ADN)有機(jī)整合先進(jìn)信息通信、電力電子及智能控制等技術(shù),為實現(xiàn)分布式可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)與高效利用提供了一種有效解決方案。而儲能技術(shù)作為主動配電網(wǎng)的必要環(huán)節(jié),通過與分布式電源一同并入電網(wǎng),對電網(wǎng)起到支撐作用,圖3為儲能技術(shù)促進(jìn)分布式發(fā)電并網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在促進(jìn)分布式可再生能源發(fā)電靈活接入和高效利用中的作用主要有:①抑制分布式電源的功率波動,減少分布式電源對用戶電能質(zhì)量的影響;②為未來可能出現(xiàn)的直流配電網(wǎng)及直流用電設(shè)備的應(yīng)用提供支持;③增強(qiáng)配電網(wǎng)潮流、電壓控制及自恢復(fù)能力,提高配電網(wǎng)對分布式發(fā)電的接納能力;④提供時空功率和能量調(diào)節(jié)能力,提高配電設(shè)施利用效率,優(yōu)化資源配置。
圖3基于直流母線方式的分布式發(fā)電系統(tǒng)
微網(wǎng)將分布式發(fā)電裝置、負(fù)荷、儲能以及控制裝置有機(jī)結(jié)合接入中低壓配電系統(tǒng)中。既可與電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,也可在電網(wǎng)故障或需要時與主網(wǎng)斷開單獨運(yùn)行,是分布式可再生能源有效利用的重要形式。
圖4為典型的微網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、燃料電池和蓄電池等多種微電源形式。
儲能是微電網(wǎng)中的必要元件,在微電網(wǎng)的運(yùn)行管理中發(fā)揮如下重要作用:①實現(xiàn)微電網(wǎng)與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制,滿足電網(wǎng)的管理要求;②作為主電源,維持微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時電壓和頻率的穩(wěn)定;③為微電網(wǎng)提供快速的功率支持,實現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行模式的靈活切換;④參與微電網(wǎng)能量優(yōu)化管理,兼顧不同類型分布式電源及負(fù)荷的輸出特性,實現(xiàn)微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。
圖4經(jīng)典微網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
不同工況提出的儲能技術(shù)需求不同,應(yīng)結(jié)合儲能本體的技術(shù)特點進(jìn)行儲能選型。按照放電時間尺度劃分,儲能技術(shù)可分為功率型儲能和能量型儲能。功率型儲能適用于短時間內(nèi)對功率需求較高的場合,如微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時暫態(tài)支撐。能量型儲能適用于對能量需求較高的場合,如抑制分布式電源的功率波動、提升分布式能源匯聚效應(yīng)等,見表1。
表1儲能技術(shù)劃分
國際上,美國、日本、歐洲很多國家和地區(qū)都在儲能提高分布式能源利用率、新型智能用電等方面展開了積極的示范,驗證了儲能在調(diào)峰、調(diào)頻、應(yīng)急供電的作用。從國內(nèi)的應(yīng)用情況來看,示范應(yīng)用場景主要包括用于新能源的并網(wǎng)發(fā)電、配電網(wǎng)的削峰填谷、分布式電源以及電能質(zhì)量改善等。目前這些項目還處于儲能系統(tǒng)功能驗證的示范運(yùn)行階段。
從國內(nèi)外應(yīng)用示范所展示或驗證的應(yīng)用功能來看,儲能系統(tǒng)在融合分布式電源方面主要取得的成果包括以下幾個方面:
(1)儲能融合多能源接入能力應(yīng)用。
國際上,日本、美國、韓國等利用儲能平滑風(fēng)電場或光伏出力波動,抑制可再生發(fā)電爬坡率,提高可再生能源的利用率。韓國濟(jì)州島風(fēng)/光/儲/柴聯(lián)合應(yīng)用項目最具代表性,該項目配置了0.1MW/2h的全釩電池儲能系統(tǒng),借助儲能系統(tǒng)雙向功率調(diào)節(jié)能力實現(xiàn)了多能有效互補(bǔ)應(yīng)用,提出了相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制策略,但能源類型相對較少,未能反映儲能技術(shù)在主網(wǎng)與微網(wǎng)互動中的作用。
在國內(nèi),位于舟山海島的風(fēng)/光/儲/海/柴項目配置了多類型儲能系統(tǒng),包括200kW/120F的超級電容器儲能與1MW/500kW˙h的鋰離子電池儲能。通過研究多類型儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略實現(xiàn)平抑風(fēng)光功率波動及負(fù)荷調(diào)平功能,提升了風(fēng)電或光伏跟蹤日前調(diào)度計劃能力,但在應(yīng)對多類型負(fù)荷及新型用電方式情況下的功能未展開示范驗證。
(2)儲能提高用戶新型用電能力應(yīng)用。
國際上,美國、日本、法國等國示范項目使用戶有機(jī)會管理其電能消耗及預(yù)算,成為“生產(chǎn)消費者”或利用移動式儲能參與負(fù)荷用電管理。其中尤以美國夏威夷大學(xué)智能電網(wǎng)和能量存儲示范項目為最,其將1MW/1MW˙h鋰離子電池系統(tǒng)被安裝于變電站中,用以減少變壓器的高峰負(fù)荷。并實施分布式電源/儲能裝置/微網(wǎng)/不同特性用戶(含電動汽車等移動電力用戶)接入和統(tǒng)一監(jiān)控,用以展示儲能系統(tǒng)在配網(wǎng)的協(xié)同調(diào)度,通過基于儲能相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)提高用戶新型用電能力。
在國內(nèi),最具代表性的為中新天津生態(tài)城,它利用儲能系統(tǒng)參與用電側(cè)電能管理,將負(fù)荷分為不可控負(fù)荷、可控負(fù)荷和可切負(fù)荷不同級別,并配以不同功率等級的儲能系統(tǒng)。將源-荷有機(jī)地整合在一起,使之變?yōu)殡娋W(wǎng)中的一個可控單元,滿足不同用戶的特定需求。
通過儲能系統(tǒng)使負(fù)荷變?yōu)橛押眯陀秒娯?fù)荷,提升了用電靈活互動能力,降低了大量分布式電源接入對配電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜程度,提升了供電可靠性和供電質(zhì)量。
?。?)提升分布式能源匯聚效應(yīng)能力應(yīng)用。
國際上,美國、日本、意大利等國利用分布式儲能減少可再生能源發(fā)電引起的潮流變化,使變電站與上級電網(wǎng)進(jìn)行可控的能量交換,或通過熱儲能為用戶提供供冷、供熱綜合服務(wù)。其中基于車網(wǎng)(VehicletoGrid,V2G)融合技術(shù)的理念,日本東京電力公司提出的“BESSSCADA”,對分布在配電網(wǎng)和用戶側(cè)的儲能單元進(jìn)行集中的管理和控制。通過對大量儲能單元的統(tǒng)一管理和控制,形成大規(guī)模的儲能能力,但控制上還有欠缺,未充分體現(xiàn)雙向互動。
目前國內(nèi)針對儲能匯聚效應(yīng)的工程還未開展,在薛家島電動汽車工程示范中基于V2G理念做了類似的嘗試,配套建設(shè)的集中充電站可同時為360輛乘用車電池充電。在儲放功能上,可實現(xiàn)低谷時存儲電能,在用電高峰和緊急情況下向電網(wǎng)釋放電量,峰谷調(diào)節(jié)負(fù)荷7020kW,最大可達(dá)10520kW。但是切入點單一,缺乏基于能源互聯(lián)系統(tǒng)層面的實現(xiàn)儲能匯聚效應(yīng)的統(tǒng)一規(guī)劃和全面部署。
綜上所述,國內(nèi)外示范工程中,接入新能源種類局限在1~2種,儲能主體以能量型居多,其中又以電化學(xué)儲能為主導(dǎo)。現(xiàn)有示范工程中儲能系統(tǒng)在提供電網(wǎng)輔助服務(wù)、平抑風(fēng)電波動、實現(xiàn)風(fēng)光多能互補(bǔ)、提高分布式系統(tǒng)供電可靠性等方面都得到了運(yùn)用。
但兼具幾種功能的綜合演示鮮見報道,與能源互聯(lián)網(wǎng)概念結(jié)合不夠,未充分利用儲能的聚合效應(yīng)和雙向調(diào)節(jié)能力,不能完全適應(yīng)源-荷協(xié)同管理、終端用戶和電網(wǎng)的靈活互動,且儲能功能較為單一。
局限在單純的新能源接入、參與新型用戶用電、分散式能源匯聚等各種單項技術(shù)進(jìn)行研究和工程示范,鮮有在一個區(qū)域中進(jìn)行集成多種分布式能源和多種儲能技術(shù),并且對其能源的管理,缺乏自上而下的總體設(shè)計。
國內(nèi)與國外相比,雖在儲能本體的原創(chuàng)技術(shù)上總體落后于國外發(fā)達(dá)國家,但在儲能應(yīng)用技術(shù)特別是化學(xué)電池儲能示范應(yīng)用方面處于國際先進(jìn)水平?!笆濉逼陂g由國家電網(wǎng)公司主導(dǎo),在儲能領(lǐng)域取得了顯著成績,建成了天津生態(tài)城綜合示范、上海世博園、張北風(fēng)光儲綜合示范工程等具有影響力的項目。
但這些技術(shù)也只是一個區(qū)域內(nèi)實施了單項技術(shù),缺少系統(tǒng)性的多種能源接入與分布式儲能應(yīng)用技術(shù)的集成。
在技術(shù)推廣過程中也暴露出一些不足。
第一,我國能源互聯(lián)網(wǎng)儲能基礎(chǔ)理論研究落后于應(yīng)用技術(shù)研究,缺乏從第三次工業(yè)革命儲能支柱性角度進(jìn)行頂層設(shè)計,多數(shù)應(yīng)用利用已有經(jīng)驗來指導(dǎo)工程設(shè)計,沒有形成系統(tǒng)化的理論體系做支撐。
第二,對分布式儲能關(guān)鍵控制技術(shù)的研究多以工程實用為導(dǎo)向,原理上的研究不夠深入,與信息物理融合技術(shù)的發(fā)展并不緊密。
第三,儲能關(guān)鍵裝置的研究應(yīng)該以需求為導(dǎo)向,開發(fā)相應(yīng)的儲能接入裝置,與能源互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的力度有待提升。
第四,儲能系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能用電的交互影響及作用方面,研究尚不充分。這些問題與不足都應(yīng)在“十三五”期間加以重視。
3 儲能在分布式可再生能源領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢
3.1本體技術(shù)選擇依據(jù)及對策
3.1.1評價要素
基于近幾年來關(guān)于儲能技術(shù)的研究工作,歸納出大容量儲能技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素,并提出規(guī)模等級、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)成本以及技術(shù)形態(tài)這四項指標(biāo),用于判斷適于規(guī)?;l(fā)展的儲能技術(shù)類型。
未來廣泛用于電力系統(tǒng)的儲能技術(shù),至少需要達(dá)到MW級、MW?h級的規(guī)模,而對于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平來說,抽水蓄能、壓縮空氣儲能和電池儲能、熔融鹽蓄熱、氫儲能具備MW級或MW?h級的規(guī)模,而飛輪、超導(dǎo)及超級電容器儲能很難達(dá)到MW?h量級。
安全與可靠始終是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求,MW級、MW?h級規(guī)模的儲能系統(tǒng)將對安全與可靠性提出更高的要求。儲能系統(tǒng)的安全問題,與儲能系統(tǒng)本身的材料體系、結(jié)構(gòu)布局以及系統(tǒng)設(shè)計中所考慮的安全措施等因素相關(guān)。
尤其對電池儲能系統(tǒng)而言,由于在應(yīng)用過程中往往需要通過串并聯(lián)成組設(shè)計將電池單體組成電池模塊及電池系統(tǒng)才能滿足應(yīng)用需求,所以電池系統(tǒng)內(nèi)部各單體電池的性能一致性問題,也成為影響電池系統(tǒng)安全性與可靠性的又一個因素。
在技術(shù)水平方面,首先,轉(zhuǎn)換效率和循環(huán)壽命是兩個重要指標(biāo),它們影響儲能系統(tǒng)總成本。低效率會增加有效輸出能源的成本,低循環(huán)壽命因?qū)е滦枰哳l率的設(shè)備更新而增加總成本。其次,在具體應(yīng)用中,影響儲能系統(tǒng)比能量的儲能設(shè)備體積和質(zhì)量也是考慮因素。體積能量密度影響占地面積和空間,質(zhì)量能量密度則反應(yīng)了對設(shè)備載體的要求。
在經(jīng)濟(jì)成本方面,現(xiàn)有電價機(jī)制和政策環(huán)境下,單就儲能技術(shù)的成本來講遠(yuǎn)不能滿足商業(yè)應(yīng)用的需求。以風(fēng)電應(yīng)用為例,配套的儲能設(shè)施單位kW投資成本幾乎都超出了風(fēng)電的單位投資成本,同時大規(guī)模化的儲能系統(tǒng)還要考慮相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)成本。
因此,所關(guān)注的規(guī)模化推廣的儲能技術(shù)必須具備經(jīng)濟(jì)前瞻性,也就是說應(yīng)該具備大幅降價空間,或者從長時期來看具有一定顯性的經(jīng)濟(jì)效益,否則很難推廣普及。
衡量一種儲能技術(shù)能否得到大規(guī)模推廣運(yùn)用的第四項指標(biāo)應(yīng)是儲能系統(tǒng)能否以設(shè)備或工程形態(tài)(批量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),便于安裝、運(yùn)行與維護(hù))運(yùn)用在電力系統(tǒng)中。在眾多儲能方式中,電池儲能是契合設(shè)備形態(tài)需求較好的儲能技術(shù)類型。
就目前儲能技術(shù)發(fā)展水平而言,實現(xiàn)在電力系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,期望儲能效率大于95%,充放電循環(huán)壽命超過10000次,儲能系統(tǒng)規(guī)??蛇_(dá)到10MW?h以上,并具有較高的安全性。在上述基準(zhǔn)下,當(dāng)前各類儲能技術(shù)現(xiàn)狀如圖5所示。
從對比效果來看,各種儲能技術(shù)互有短板,距期望值有一定差距,其中鋰電池與應(yīng)用指標(biāo)差距最大的是壽命和成本,液流電池與應(yīng)用指標(biāo)差距最大的是效率和成本。
圖5儲能技術(shù)現(xiàn)狀雷達(dá)圖
在促進(jìn)新能源消納領(lǐng)域,單一儲能配置,從技術(shù)角度可以實現(xiàn)儲能的多種功能應(yīng)用。但是從經(jīng)濟(jì)性角度,并非優(yōu)化方案,需要在實際配置中考慮各類型儲能的工況適應(yīng)性,采用多元復(fù)合儲能方案,使不同的儲能技術(shù)之間可以取長補(bǔ)短,以達(dá)到投資和運(yùn)行成本最優(yōu)。
到2020年,各項儲能技術(shù)發(fā)展期望如圖6所示。
圖6儲能技術(shù)發(fā)展期望雷達(dá)圖
3.1.2國內(nèi)外發(fā)展路線
我國提出了在2020年之前,針對鋰離子電池、全釩液流電池等的研究方向、預(yù)期目標(biāo)。日本NEDO[27]發(fā)布的關(guān)于鋰離子電池至2030年技術(shù)發(fā)展路線圖中,詳細(xì)說明了鋰離子電池在未來20年內(nèi)的發(fā)展趨勢與技術(shù)指標(biāo),并明確列出研發(fā)時間節(jié)點,為我國相關(guān)電池技術(shù)的發(fā)展提供了良好的參考依據(jù)。
美國DOE于2010年底發(fā)布的關(guān)于儲能技術(shù)應(yīng)用研究的最新報告中,也針對各種儲能技術(shù),詳細(xì)提出在未來5~20年中的技術(shù)發(fā)展方向與投資成本目標(biāo)等,并確定超級鉛酸與先進(jìn)鉛酸電池、鋰離子電池、硫基電池、液流電池、功率型儲能電池以及金屬空氣電池、液金屬電池、鋰硫電池、先進(jìn)壓縮空氣等作為其重點關(guān)注的儲能技術(shù)類型。
3.1.3本體技術(shù)攻關(guān)對策
目前儲能應(yīng)用對本體技術(shù)的特征需求(規(guī)模、壽命、安全、成本和效率)與目前的本體技術(shù)水平還有一定差距,儲能技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用。因此,一方面要提升現(xiàn)有本體技術(shù)水平,挖掘其技術(shù)潛力,逐步縮短與儲能應(yīng)用需求之間的差距;另一方面要探索研究新型的儲能技術(shù),關(guān)注發(fā)展前景好、技術(shù)潛力大、具有相對技術(shù)優(yōu)勢的新型一代本體技術(shù)。
結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有儲能技術(shù)研究水平、國內(nèi)外關(guān)于電池技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃及資源條件等幾個方面的因素,應(yīng)該將鋰離子電池作為重點攻關(guān)方向。重點關(guān)注并開展液流和鉛炭電池相關(guān)研究,積極關(guān)注并適時切入熔融鹽蓄熱和氫儲能,跟蹤并把握鈉硫電池、壓縮空氣、飛輪等技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。
3.2應(yīng)用技術(shù)
?。?)儲能支撐多能源高效融合效應(yīng)日益顯現(xiàn)。能源生產(chǎn)者、消費者和二者兼具的能源生產(chǎn)消費者,分層分散接入,種類繁多,構(gòu)成城市能源局域網(wǎng)。能源管理和控制運(yùn)行呈現(xiàn)出分散自治和集中協(xié)調(diào)相結(jié)合的模式。
?。?)儲能系統(tǒng)功能由單一走向多元。儲能應(yīng)用場景日益豐富,作用時間覆蓋從s級到h級,由單一功能向融合多能源+新型用電等多元復(fù)合功能過渡。緊湊型、模塊化和響應(yīng)快是儲能裝置的發(fā)展方向。
?。?)分布式儲能系統(tǒng)促進(jìn)終端用戶用電方式多樣化。隨著用電需求多樣化,不同電壓等級下交直流用戶共存,通過儲能實現(xiàn)終端用戶供用電關(guān)系轉(zhuǎn)換、用能設(shè)備的能量緩沖、靈活互動以及智能交互是技術(shù)主流。
?。?)分散式儲能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮。儲能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)在電動汽車V2G運(yùn)行模式已得到初步顯現(xiàn),隨著分散式儲能系統(tǒng)的規(guī)?;占埃谛履茉唇尤?、用戶互動等方面的聚合作用會逐步凸顯。
?。?)動力電池梯次利用試點逐步展開。隨著動力電池篩選、重組技術(shù)、電池管理技術(shù)的進(jìn)步及梯次利用電池的適應(yīng)工況研究,退役動力電池在融合分布式可再生能源領(lǐng)域的作用將得到進(jìn)一步發(fā)展。
4結(jié)論
伴隨清潔能源大量分散接入和終端用戶雙向互動,儲能系統(tǒng)的作用已開始由簡單的友好接入向以能源互聯(lián)為導(dǎo)向過渡,并傾向于基于高效協(xié)同管理統(tǒng)一規(guī)劃開展全面研究和技術(shù)示范。以儲能作為核心承載技術(shù)的多能互補(bǔ)、雙向互動一體化示范工程將全方位勾勒第三次工業(yè)革命的發(fā)展愿景。