物理儲氫主要有高壓氣體儲氫、低溫液態(tài)儲氫,、活性炭吸附儲氫,、碳纖維和碳納米管儲氫、地下水儲氫等,; 化學(xué)儲氫主要有金屬氫化物儲氫,、液態(tài)有機儲氫、無機物儲氫,、液氨儲氫等,。
電池是最常見的儲能設(shè)備,但本文所討論的“儲能系統(tǒng)”技術(shù)復(fù)雜度高,、規(guī)模大,。 一般來說,儲藏系統(tǒng)可以大致分為以下幾類,。
抽水蓄能是目前最成熟,、設(shè)備容量最大的儲能技術(shù)。 也就是說,,利用電力負(fù)荷低時的電力,,抽水到上水庫,在電力負(fù)荷高峰時從水庫放水發(fā)電,。 抽水蓄能可以為電力系統(tǒng)提供調(diào)峰,、調(diào)頻、事故備用等多種輔助服務(wù)
隨著碳中和目標(biāo)的推進(jìn)和光伏成本的降低,光伏行業(yè)前景廣闊,。
隨著碳中和政策的推進(jìn),,主要國家正在探索新的能源利用,太陽能發(fā)電以其無限性,、清潔性等優(yōu)點逐漸進(jìn)入人們的視野,。 同時,由于行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,,太陽能發(fā)電成本正在下降,,目前正在接近火力發(fā)電成本,推進(jìn)太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的快速推進(jìn),。
1 )刨山填谷,。 電力需求在白天和晚上,,根據(jù)季節(jié)的不同有很大的山谷差。 儲能能有效實現(xiàn)需求側(cè)管理,,起到削峰填谷作用,,消除晝夜峰谷差,改善電力系統(tǒng)日負(fù)荷率,大幅度提高發(fā)電設(shè)備利用率,,提高電網(wǎng)整體運行效率,,降低供電成本。
2 )改善電能質(zhì)量,,提高可靠性,。 通過電力電子變流技術(shù),儲能技術(shù)可以實現(xiàn)有效的有功功率調(diào)節(jié)和無功控制,,快速平衡系統(tǒng)中各種原因產(chǎn)生的不平衡功率,調(diào)整頻率,,補償負(fù)載波動,,減少電網(wǎng)擾動影響,提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,,改善用戶電能質(zhì)量,。
3 )改善電性,滿足可再生能源需求,。 儲能裝置具有轉(zhuǎn)換效率高且動作快速的特點,,可以獨立于系統(tǒng)進(jìn)行有功、無功更換,。 將儲能設(shè)備與先進(jìn)的電力轉(zhuǎn)換和控制技術(shù)相結(jié)合,,可以實現(xiàn)電網(wǎng)的快速控制,改善電網(wǎng)的靜態(tài)動態(tài)特性,,滿足可再生能源系統(tǒng)的需求,。
除了智能電網(wǎng)、蓄電,,可再生能源接入,、分布式發(fā)電、微電網(wǎng),、電動汽車發(fā)展不可缺少的支撐技術(shù),。 目前其應(yīng)用主要涉及:1)配置在電源側(cè),平滑短時出力波動,,跟蹤調(diào)度出力,,實現(xiàn)套期保值運行,提高可再生能源發(fā)電的準(zhǔn)確度,、可預(yù)測性,、經(jīng)濟(jì)性; 2 )布置在系統(tǒng)側(cè),,實現(xiàn)削峰填谷,、負(fù)載跟蹤、調(diào)頻調(diào)壓、熱備,、電能質(zhì)量管理等功能,,提高系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力; 3 )布置在負(fù)荷側(cè),,主要利用電動汽車蓄電形成虛擬電站,,參與可再生能源發(fā)電控制。 儲能技術(shù)正在向著轉(zhuǎn)換高效,、能量密集和應(yīng)用低成本的方向發(fā)展,,通過實驗?zāi)P秃蛯嶋H運行越來越成熟,確保了系統(tǒng)的安全,、穩(wěn)定,、可靠運行。
根據(jù)儲能的不同,,儲能可分為機械,、電磁、電化學(xué)和相變儲能四種類型,。 其中機械儲存包括抽水蓄能,、壓縮空氣儲存和飛輪儲存; 電磁儲能包括超導(dǎo),、超級電容器,、高能密度電容器儲能; 電化學(xué)儲能包括鉛酸,、鎳氫,、鎳鎘、鋰離子,、鈉硫,、液流等電池儲能; 相變儲能包括熔鹽和冰蓄冷儲能等,。
各種儲能技術(shù)在能量和功率密度等方面存在明顯差異,,儲能裝置能量密度高、充放電時間長,,主要用于平滑低頻輸出分量,; 電力儲能裝置功率密度大、響應(yīng)快,,主要用于平滑高頻輸出分量,。 在各種儲能技術(shù)中,抽水蓄能和壓縮空氣能的儲能適合電網(wǎng)調(diào)峰,; 電池儲能適用于中小型儲能和新能源發(fā)電的超導(dǎo)電磁儲能和飛輪儲能適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保證,; 超級電容器儲能適用于電動汽車儲能和混合儲能,。
蓄電技術(shù)能否推廣到電力系統(tǒng),取決于蓄電技術(shù)能否達(dá)到一定的蓄電規(guī)模水平,,是否具備適合工程化APP應(yīng)用的設(shè)備形態(tài),,是否具有較高的安全可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
蓄電變流器具有蓄電逆變器切換直流交流的功能和控制充放電的功能。
一個儲能基本單元由儲能電池,、儲能變流器PCS,、電池管理系統(tǒng)BMS、能量管理系統(tǒng)EMS四部分組成,。
儲能電池成本較大,,可以用鉛酸電池、液流電池,、鈉電池、鋰電池等作為儲能電池,。
電池的組成前面在新能源車產(chǎn)業(yè)鏈上已經(jīng)提到了,,最重要的四個部分是正極、負(fù)極,、隔膜,、電解液。
儲能器PCS控制儲能電池的充電和放電過程,,進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換,,在沒有電網(wǎng)的情況下,可以直接向交流負(fù)載供電,。
PCS控制器通過通信接收后臺控制指令,,根據(jù)功率指令的符號和大小控制變流器對電池充電或放電,實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率和無功功率的調(diào)節(jié),。
電池和儲能變流器占總成本的比重約為60%和15%,。
蓄電式電流互感器PCS可以說是蓄電套餐價值最大、技術(shù)壁壘最高的核心環(huán)節(jié),。
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