2023電化學(xué)儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用分析

電化學(xué)儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用分析20192.1億2.04kW593kW10.

3萬1萬、1220kW20430kW17.3%飛速發(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)為解決以上問題提供了可行性。儲(chǔ)能技術(shù)可以在電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)發(fā)揮相應(yīng)作用，增加電力輸送環(huán)節(jié)的柔性特性，使電能具備時(shí)間和空間轉(zhuǎn)移能力，對(duì)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(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用展開分析。電化學(xué)儲(chǔ)能是目前各類儲(chǔ)能技術(shù)中除抽水蓄能外，應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)最好的儲(chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)并非新興技術(shù)，但其與新能源的結(jié)合應(yīng)用是亟待發(fā)展的領(lǐng)域。

（ms，，n（或（[1]。從應(yīng)用領(lǐng)域分析，鋰離子2018[2]1[3-4]。表1主流鋰離子電池技術(shù)參數(shù)Tab.1Thetechnicalparametersofmainlithium-ionbattery項(xiàng)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(huì)縮短壽命0.7~1C，1C以上會(huì)縮短壽命典型1C，最大5C放電（倍率）1C，可實(shí)現(xiàn)2.5C1C1C1C，可實(shí)現(xiàn)2C可達(dá)10C循環(huán)性/次2000~6000500~2000500~1000800~2000＞10000熱失控270℃，250℃，高負(fù)荷促進(jìn)熱失控150℃，滿充易帶來熱失控210℃，高負(fù)荷促進(jìn)熱失控相對(duì)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(yīng)領(lǐng)域大規(guī)模儲(chǔ)能大規(guī)模儲(chǔ)能傳統(tǒng)3C產(chǎn)品大規(guī)模儲(chǔ)能大規(guī)模儲(chǔ)能磷酸鐵鋰電池具有良好的結(jié)構(gòu)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(jià)格優(yōu)勢(shì)，但能量密度小、功率特性差、壽命較短，鉛酸電池經(jīng)負(fù)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(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用。電池成組導(dǎo)致壽命問題。由于電池的不一命延長。溫度控制問題。溫度對(duì)電池的容量甚至壽電化學(xué)儲(chǔ)能變流器是儲(chǔ)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(jié)構(gòu)，達(dá)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(duì)大規(guī)模新能源發(fā)電側(cè)并網(wǎng)領(lǐng)域，考慮能源測(cè)輔助服務(wù)要求、經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)可靠性和安全性等目標(biāo)和制約條件，研究基于不同目的趨向的新能源與電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)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(dòng)率作為約束條件，聯(lián)合考慮發(fā)電計(jì)劃出力偏差，同時(shí)結(jié)合可再生能源功率預(yù)測(cè)技術(shù)，基于儲(chǔ)能容量限定，依據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)等因素構(gòu)建系統(tǒng)最優(yōu)性能指標(biāo)運(yùn)行模式，通過控制策略進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，在最大程度跟蹤發(fā)電出力計(jì)劃的同時(shí)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池的最優(yōu)運(yùn)行，有利延長儲(chǔ)能電池在役壽命[7]，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備利用率最大化?；谔囟▍^(qū)域負(fù)荷，通過風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)的聯(lián)合控制策略最大化利用風(fēng)光資源、平滑穩(wěn)定功率[8]。電化學(xué)儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用現(xiàn)狀由于新能源的發(fā)電特性對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)功補(bǔ)償裝置，給新能源的投資運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)[4]，/近年來，我國在新能源發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能可以分2個(gè)階段。第一階段為示范工程階段，部分項(xiàng)目案例見表2。表2部分新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目Tab.2Somedemonstrationprojectsofenergystorageatthenewenergypowergenerationside項(xiàng)目儲(chǔ)能規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)類型備注24MW/662MW/12電池倍率不高，平抑出力，跟蹤計(jì)劃國家風(fēng)光儲(chǔ)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(jí)電容國家能源集團(tuán)臥牛石風(fēng)電儲(chǔ)能5MW/10MW·h釩液流電池0.5C國家源團(tuán)鎮(zhèn)能式電場(chǎng) 8MW/14

5MW/102MW/41MW/33

0.5C（電池）3C（電容）華能海爾光儲(chǔ)電項(xiàng)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(xiàng)目來看：儲(chǔ)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(chǎng)占比較

第二階段為新能源新建項(xiàng)目配置定量儲(chǔ)能項(xiàng)表310%MW/1020%20%儲(chǔ)能4h。表3部分省份新能源發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能政策Tab.3Theenergystoragepoliciesaboutnewenergygenerationinsomeprovinces省份文件要求或建議青?！肚嗪Ｊ?017年度風(fēng)電開發(fā)建設(shè)方案》建設(shè)規(guī)模的10%配套儲(chǔ)能裝置河南《關(guān)于組織開展2020年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)的通知》優(yōu)先支持配置儲(chǔ)能的新增平價(jià)項(xiàng)目，配置比例達(dá)30%湖南《關(guān)于發(fā)布全省2020—2021年度新能源消納預(yù)警結(jié)果的通知》配置比例20%內(nèi)蒙古 《2020光發(fā)項(xiàng)競配方》 優(yōu)先持伏+能目設(shè)光電站能量于5%、儲(chǔ)能在1h以上新疆 《關(guān)好2020年電光發(fā)項(xiàng)目設(shè)關(guān)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?jiǎng)觿潯?配置率量20%，持充電1h江蘇 《關(guān)進(jìn)步進(jìn)能并消關(guān)意的知》 鼓勵(lì)置定例儲(chǔ)設(shè)儲(chǔ)能與力助務(wù)場(chǎng)從目前各省針對(duì)新能源配置儲(chǔ)能的要求和實(shí)1C1h0.5C/新能源發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能需要根據(jù)不同區(qū)域電電化學(xué)儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用分析

/[10]。風(fēng)電/過配置一定容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)可使新能源電站根據(jù)[11]功率，通過儲(chǔ)能能量管理協(xié)調(diào)控制策略實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)平滑輸出功率[13]。/電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在發(fā)電側(cè)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(duì)于增強(qiáng)發(fā)電側(cè)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(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制[15]，利用儲(chǔ)能裝置無功及電壓快速調(diào)節(jié)功能可實(shí)現(xiàn)在[16]的聯(lián)（統(tǒng)承擔(dān)，實(shí)現(xiàn)以最小儲(chǔ)能功率配置的風(fēng)力發(fā)電主壓下跌和其他外界干擾引起的電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造（另外，可實(shí)現(xiàn)棄風(fēng)、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(chǔ)能成本原因，以及棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)變化，不建議將利用儲(chǔ)能回用棄電作為新能源發(fā)電側(cè)的主要發(fā)展方向。研究展望隨著新能源裝機(jī)容量的增加及定量配置儲(chǔ)能

政策的出臺(tái)，未來儲(chǔ)能在新能源發(fā)電側(cè)的應(yīng)用范圍和規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，功能也將更加豐富，但電化學(xué)儲(chǔ)能