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细说储能:能源利用方式变革之支点

导读: 从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。从狭义上讲,针对电能的存储,储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

  3、智能电网

  智能电网的实施主体是电网本身,目的是应对极不平衡的电力需求,减少过度投入。以上海为例,为解决每年夏季用电高峰期的供电需求,电网公司花了几百亿元进行升级改造,回头一看,这个高峰时段仅有几十个小时,怎么算都觉得不值得,基于此,专家们想到了智能电网,通过对发电企业以及用电端大数据的统计与分析,制定合理的逻辑,实现用电负荷与发电负荷之间的平衡错峰作业,降低用电高峰期电力负荷等等。目前江苏在推行户用智能电表,实时监测各家各户用电规律,调节电力供应。

  这里也碰到一个症结:用户用电的波动性和随机性很大,可谓变幻无常,然而常规电厂的运行时以稳定性著称的,稳定意味着高效率,常规电厂启停麻烦,比如启动一座燃煤机组至少需要48小时,花费成百上千万都有可能。再比如,国家目前推行的新能源汽车政策来算,预计2020年不低于500万辆,平均重点功率10kw,则充电负荷将会在0-50GW之间随机变化,面对波动的新能源与随机的负荷需求,常规电站无所适从,必须上储能,否则乱作一团。目前国内外所用的储能形式为抽水储能,效果很好。但不是每种牛奶都叫特仑苏,不是每座山都可以建抽水电站,选址苛刻,投资成本高,建设时间长,灵活性差。抽水蓄能可谓是储能界的大白,在别的储能产品还未成型之前,它是全世界电网调节负荷的依靠。

  4、能源互联

  个人认为,能源互联是智能电网的高级阶段和终极目标,是互联网+能源的重要形式,一提到互联网,媳妇的第一反应是买买买,能源互联就是要把能源当做商品在网上叫卖,由独立的售电主体直接与用户进行交易,用户可根据需求购买,比如居家型主妇会挑选便宜的电能,环保观念强的会购买新能源电能,更有甚者,你可以通过购买邻居家富余的电力来加深邻里关系。能源互联是一种直面客户的互联网关系,是能源利用方式的变革,需要强大而完善的储能技术做支撑。

  三、储能的作用

  储能是可再生能源接入、分布式发电、微网、电动汽车、智能电网以及能源互联发展必不可少的支持技术。中国电网运营当前面临着最高用电负荷持续增加,间歇式能源接入比例扩大、调峰手段有限等诸多挑战,而优质、安全、清洁、经济、互动是我国智能电网的设定目标,储能技术具备的诸多优势得以在发电、输电、配电、用电四个环节得到广泛应用。储能环节作为构建智能电网中不可或缺的关键环节,被誉为“智能电网第五元素”。

  1、削峰填谷

  为提高配电网设备的资产利用率,储能可以作为“削峰填谷”的手段之一,在短暂的用电高峰出现时,储能系统向电网释放电能;在电网出现负荷低谷时储能系统向电网吸收电能。在一定程度上,储能系统可以“拉平”系统的峰谷负荷差当存在峰谷电价时,储能甚至还能实现对电能的“低吸高抛”,即在谷负荷时充电在峰负荷时放电,一定程度上降低最终用户的电费。此外,根据储能系统有功出力的方式又可以分成两类:一种是储能系统总是以满发或满吸的形式参与峰谷调节;一种是实时节储能系统有功出力,保证电网净负荷在预设水平。

  2、电能质量

  电力系统负荷变化是引起电力系统频率波动的主要原因,由于储能系统可以非常快速的响应电网变化,因此具备控制不同时间尺度频率变化的能力。储能系统与监控系统或者调度系统相配合时,可以实现调频功能。相比较于传统通过发电机调速实现的一次调频而言,储能系统更加适合,其一,储能系统运行在非额定工况下时也具有较高的效率;其二,由于能量可以双向流动,储能系统可以提供两倍于额定容量的调节能力;其三,储能系统具备更快的调节能力,通常可在几秒内从待机到满功率运行。一次调频的设计主要采用本地频率的负反馈,同时兼顾与其他调频机组间的配合(调差系数、调节速度等方面)电池的充放电状态等。二次调频主要针对变化周期在10秒到数分钟之间负荷分类、以及变化缓慢的持续变动负荷分量进行控制,需在上述一次调频基础上增加AGC控制功能,即储能系统接收AGC指令,相关的上传信息为:执行机构的工况信息,如参与AGC运行的储能系统的实际发电功率、发电功率调节的限制条件(调节范围、调节速率)、控制系统的运行状态等。下发的AGC控制指令,如调节发电功率的功率设定值或升降命令、改变储能系统运行状态或控制系统运行状态的控制指令。

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