电池储能系统及应用设计

电池储能系统及典型应用设计 叶季蕾 博士、高级工程师 清洁能源发电研究所 2011-10 报告内容 一 电能存储技术概述 二 电池储能技术现状及应用模式 三 电池储能系统应用关键技术 四 电池储能系统典型结构和设计原则 五 电池储能系统的典型应用设计 六 国网电力科学研究院储能技术的相关工作 什么是电能存储？ 电能存储的需求及作用 电能存储的发展与规划 电能存储技术及现状 一. 电能存储技术概述 什么是电能存储？ 电能 机械能 化学能 电磁能 等其他能量形式 用于电力系统的电能存储应具备： 可存可放、可调度、可控制 电能存储的需求及作用 需求一： 电网发展面 临的挑战 截止2010年，中国风电总装机容量达 44733.29MW，“十二五”风电装机目标 90GW；到2020年，风电规划装机1.5亿kW。 截止2010年，PV装机达800MW，“十二五” 期间，光伏发电装机目标5GW。 需求二： 可再生能源 大规模发展 《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》 征求意见稿 《“十二五”可再生能源发展规划》 微电网大电网 用 电 环 节 配 电 环 节 变 电 环 节 输 电 环 节 发 电 环 节 削峰填谷 备用电源 削峰填谷 调频调峰 新能源接入 需求三：智能 电网的建设 安全可靠、 经济高效、 清洁环保、透明开放、 友好互动 储能可发挥的作用 削 峰 填 谷 后备电源 削峰填谷 新能源接入 调峰调频 作用 划分 新 能 源 接 入 电能存储的发展与规划 智 能 电 网 建 设 坚强 信息化、自动化、互动化 战 略 新 兴 产 业 发 展 储能 技术 新能源 产业 新材料 产业 新能源汽 车产业 信息技术 产业 节能环保 产业生物 产业 《战略性新兴产业发展“十二五”规划》 电能存储技术及现状 （一）分类 物理储能： 抽水蓄能 压缩空气储能 飞轮储能 相变储能： 冰蓄冷储能 电磁储能： 超导储能 超级电容储能 高密度电容储能 电化学储能： 铅酸、镍氢、镍镉、 锂离子、液流 （二）占比 EPRI：Electric Energy Storage Technology Options: A Primer on Applications, Costs 2)开关站(开闭所、环网柜) 运行方式 1)并网运行 2)独立运行 大容量储能系统—— 功率MW级以上，运行时间几十min~几小 时； 主要应用在发、输、变电侧。 变电环节 特点： 电压等级：10kV 安装位置：35kV或110kV变 电站的10kV母线 运行方式：并网运行 发电环节 日本青森县六所村(NGK)： 34MW钠硫电池配合51MW风 电，平滑风光功率输出的瞬间波 动和保证风光长时间的稳定输 出； 日本北海道札幌风电项目： 4MW钒电池配合32MW风电， 平滑瞬间波动，已运行27万次； 特点： 电压等级：35kV及以上输电线路 运行方式：并网运行 例 三. 锂离子电池储能系统 应用关键技术  成组规模庞大， 连接复杂  单体数量庞大， 可靠性、安全性 低  成组后能量密度、 寿命等性能大幅 度下降  模块化成组  智能化管理  提高各项成组应 用技术 （电池选型、均衡 技术、充放电方 法、热管理等） 大 容 量 储 能 系 统 整 体 集 成 （一）现状及技术需求 （二）规模化集成关键技术  大容量电池成组技术 ——基础  大规模系统集成技术 ——必要条件  储能电站的监控及控制策略 ——重要保障 四.电池储能系统典型结构和设计原则 电池储能系统的组成 电池储能系统的定义说明 电池储能系统的典型结构 储能单元设计原则 典型功率/容量储能单元设计