2023電化學儲能在新能源發(fā)電側的應用分析

電化學儲能在新能源發(fā)電側的應用分析20192.1億2.04kW593kW10.

3萬1萬、1220kW20430kW17.3%飛速發(fā)展的儲能技術為解決以上問題提供了可行性。儲能技術可以在電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)發(fā)揮相應作用，增加電力輸送環(huán)節(jié)的柔性特性，使電能具備時間和空間轉(zhuǎn)移能力，對于保障電網(wǎng)安全、改善電能質(zhì)量、提高可再生能源比例、提高能源利用效率具有重要意義。本文主要對電化學儲能在新能源發(fā)電側的應用展開分析。電化學儲能是目前各類儲能技術中除抽水蓄能外，應用最廣、發(fā)展最快、產(chǎn)業(yè)基礎最好的儲能技術。該技術并非新興技術，但其與新能源的結合應用是亟待發(fā)展的領域。

（ms，，n（或（[1]。從應用領域分析，鋰離子2018[2]1[3-4]。表1主流鋰離子電池技術參數(shù)Tab.1Thetechnicalparametersofmainlithium-ionbattery項目磷酸鐵鋰電池錳酸鋰電池鈷酸鋰電池三元鋰（鎳鈷錳酸鋰）電池鈦酸鋰電池比能量/(W·h·kg–1)130~160130~180180~260180~24050~80充電（倍率）1C，最大4C0.7~1C，最大3C0.7~1C，1C以上會縮短壽命0.7~1C，1C以上會縮短壽命典型1C，最大5C放電（倍率）1C，可實現(xiàn)2.5C1C1C1C，可實現(xiàn)2C可達10C循環(huán)性/次2000~6000500~2000500~1000800~2000＞10000熱失控270℃，250℃，高負荷促進熱失控150℃，滿充易帶來熱失控210℃，高負荷促進熱失控相對最安全的鋰電池環(huán)保性無毒無毒鈷有毒鎳、鈷有毒無毒適應領域大規(guī)模儲能大規(guī)模儲能傳統(tǒng)3C產(chǎn)品大規(guī)模儲能大規(guī)模儲能磷酸鐵鋰電池具有良好的結構穩(wěn)定和熱穩(wěn)定165Ahg5（7603~4

（1003（空氣率取決于單體電池的面積、層數(shù)及電堆的串并聯(lián)[6]。其余如鉛酸電池雖有價格優(yōu)勢，但能量密度小、功率特性差、壽命較短，鉛酸電池經(jīng)負極材料引入碳材料形成鉛碳電池，雖提升了原有材料的性能，但能量密度低，其綜合性能還無法滿足大規(guī)模新能源發(fā)電側儲能應用。電池成組導致壽命問題。由于電池的不一命延長。溫度控制問題。溫度對電池的容量甚至壽電化學儲能變流器是儲能與交流電網(wǎng)連接MW/（控制信息、狀態(tài)信息）合理的系統(tǒng)結構，達到高效、安全、穩(wěn)定的電能交換。（SOC）（SOC）

能量管理系統(tǒng)是不同能量與多種信息管理的融合。針對大規(guī)模新能源發(fā)電側并網(wǎng)領域，考慮能源測輔助服務要求、經(jīng)濟性、系統(tǒng)可靠性和安全性等目標和制約條件，研究基于不同目的趨向的新能源與電化學儲能系統(tǒng)聯(lián)合運行控制策略是目前的方向。比如以新能源發(fā)電的出力波動率作為約束條件，聯(lián)合考慮發(fā)電計劃出力偏差，同時結合可再生能源功率預測技術，基于儲能容量限定，依據(jù)實時電價等因素構建系統(tǒng)最優(yōu)性能指標運行模式，通過控制策略進行有效協(xié)調(diào)，在最大程度跟蹤發(fā)電出力計劃的同時實現(xiàn)儲能電池的最優(yōu)運行，有利延長儲能電池在役壽命[7]，實現(xiàn)儲能設備利用率最大化?；谔囟▍^(qū)域負荷，通過風光儲系統(tǒng)的聯(lián)合控制策略最大化利用風光資源、平滑穩(wěn)定功率[8]。電化學儲能在新能源發(fā)電側的應用現(xiàn)狀由于新能源的發(fā)電特性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)功補償裝置，給新能源的投資運行帶來了挑戰(zhàn)[4]，/近年來，我國在新能源發(fā)電側配置儲能可以分2個階段。第一階段為示范工程階段，部分項目案例見表2。表2部分新能源發(fā)電側儲能示范項目Tab.2Somedemonstrationprojectsofenergystorageatthenewenergypowergenerationside項目儲能規(guī)模儲能技術類型備注24MW/662MW/12電池倍率不高，平抑出力，跟蹤計劃國家風光儲輸示范工程33MW/95.5MW·h鈦酸鋰電池1MW/0.5MW·h液流電池2MW/8MW·h調(diào)峰填谷調(diào)頻/調(diào)壓超級電容國家能源集團臥牛石風電儲能5MW/10MW·h釩液流電池0.5C國家源團鎮(zhèn)能式電場 8MW/14

5MW/102MW/41MW/33

0.5C（電池）3C（電容）華能海爾光儲電項目 15MW/18磷酸鋰 1C平抑出力，調(diào)峰、調(diào)頻，解決棄光電能從示范項目來看：儲能系統(tǒng)的放電以低倍率0.5C1C頻的容量型功能，其中磷酸鐵鋰電池市場占比較

第二階段為新能源新建項目配置定量儲能項表310%MW/1020%20%儲能4h。表3部分省份新能源發(fā)電側儲能政策Tab.3Theenergystoragepoliciesaboutnewenergygenerationinsomeprovinces省份文件要求或建議青?！肚嗪Ｊ?017年度風電開發(fā)建設方案》建設規(guī)模的10%配套儲能裝置河南《關于組織開展2020年風電、光伏發(fā)電項目建設的通知》優(yōu)先支持配置儲能的新增平價項目，配置比例達30%湖南《關于發(fā)布全省2020—2021年度新能源消納預警結果的通知》配置比例20%內(nèi)蒙古 《2020光發(fā)項競配方》 優(yōu)先持伏+能目設光電站能量于5%、儲能在1h以上新疆 《關好2020年電光發(fā)項目設關作通知（》

要求充電功率1萬kW以上，持續(xù)充放電2h以上江西 《江省能產(chǎn)高量越展行方案(2020—2023年》支持電、電等次池安徽 《安省施江角區(qū)一發(fā)展劃要動劃》 配置率量20%，持充電1h江蘇 《關進步進能并消關意的知》 鼓勵置定例儲設儲能與力助務場從目前各省針對新能源配置儲能的要求和實1C1h0.5C/新能源發(fā)電側配置儲能需要根據(jù)不同區(qū)域電電化學儲能在新能源發(fā)電側的應用分析

/[10]。風電/過配置一定容量的儲能系統(tǒng)可使新能源電站根據(jù)[11]功率，通過儲能能量管理協(xié)調(diào)控制策略實現(xiàn)協(xié)調(diào)平滑輸出功率[13]。/電池儲能系統(tǒng)在發(fā)電側提升新能源電能輸出調(diào)節(jié)能力，能夠靈活地調(diào)整有功、無功的輸入和輸出[14]，因而對于增強發(fā)電側頻率和電壓調(diào)節(jié)能力、改善并網(wǎng)電能質(zhì)量具有重要意義。通過儲能系統(tǒng)與風力發(fā)電機之間的協(xié)調(diào)控制[15]，利用儲能裝置無功及電壓快速調(diào)節(jié)功能可實現(xiàn)在[16]的聯(lián)（統(tǒng)承擔，實現(xiàn)以最小儲能功率配置的風力發(fā)電主壓下跌和其他外界干擾引起的電網(wǎng)波動對系統(tǒng)造（另外，可實現(xiàn)棄風、棄光回收利用功能，在限電情況下一定程度挽回業(yè)主損失電量和效益。但由于儲能成本原因，以及棄風棄光現(xiàn)象的動態(tài)變化，不建議將利用儲能回用棄電作為新能源發(fā)電側的主要發(fā)展方向。研究展望隨著新能源裝機容量的增加及定量配置儲能

政策的出臺，未來儲能在新能源發(fā)電側的應用范圍和規(guī)模將進一步擴大，功能也將更加豐富，但電化學儲能