单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,储能在智能电网中的应用及发展趋势,二一六年五月,上海电力设计院有限公司,储能在智能电网中的应用及发展趋势二一六年五月上海电力设计院,1,二、储能系统应用前景和研究热点,三、储能技术在电网中应用的典型案例,一、发展储能的意义和作用,二、储能系统应用前景和研究热点三、储能技术在电网中应用的典型,2,构建坚强的智能电网是我国未来电网的发展方向,规划试点阶段：,20092010,全面建设阶段：,20112015,引领提升阶段：,20162020,“十二,五”规划中明确指出,适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设，进一步扩大西电东送规模，完善区域主干电网，发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术，,依托信息、控制和,储能,等先进技术，推进智能电网建设,，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性。,中国国家电网公司,2009,年,5,月,21,日首次公布智能电网计划（,Smart grid plan；Intelligent electrical network plan）,1.1,储能的重要意义,“十三,五”规划中明确指出,提出要重点推进包括高效智能电力系统、煤炭清洁高效利用、可再生能源、核电、非常规油气、能源输送通道、能源储备设施、能源关键技术装备等能源行业八大重点工程，其中重点提出要实施光热发电示范工程，加快推进光热发电、,大规模储能,等技术研发应用,。,构建坚强的智能电网是我国未来电网的发展方向规划试点阶段：,3,1.1,储能的重要意义,储能技术广泛应用于未来智能电网建设的发电、输电、配电、用电,4,大环节，,储能技术,是实现构建坚强智能电网的关键之一,1.1 储能的重要意义 储能技术广泛应用于未来智,4,1.2,储能的重要作用,截止到,2013,年底，我国风电装机容量为,91.4GW,，平均弃风率为,11.7%,，局部地区最高达到,35.2%,。,截止到,2013,年底，我国光伏发电装机容量达,21GW,，日弃光,30%,。,“平抑”可再生能源发电的随机波动性，提高电网消纳能力。,提高可再生能源消纳能力,（平抑）,1.2 储能的重要作用 截止到2013年底，我国风电装,5,1.2,储能的重要作用,电力负荷在白天高峰和夜间低谷周期性地变化，负荷峰谷差有时高达发电量的,30%-40%,。,削峰填谷,在负荷低谷时吸纳电网多余发电能力，在负荷高峰时向电网馈电。,提高电力系统运行经济性,（调峰、调频）,1.2 储能的重要作用 电力负荷在白天高峰和夜间低谷周,6,1.2,储能的重要作用,提高电力系统运行安全性,（可靠性）,随着未来电网的不断建设，电力系统的运行环境更加复杂,对电网的安全稳定运行要求也越来越高，这直接关系到国民经济的发展和人民群众的生活。,备用电源,储能系统可以当作备用容量，当常规电源发生无法预期的事故时，快速提供电能供应。,1.2 储能的重要作用提高电力系统运行安全性（可靠性）,7,二、储能系统应用前景和研究热点,三、储能技术在电网中应用的典型案例,一、发展储能的意义和作用,二、储能系统应用前景和研究热点三、储能技术在电网中应用的典型,8,储能市场近期发展趋势,政府对储能技术及应用的关注度提高,电力系统加紧对储能系统及其在智能电网应用研究（技术、应用、标准等）,金融市场逐步参与到储能的应用中,储能在电力系统的应用项目仍以示范为主，但数量、容量有所提高,储能技术在电动汽车、能量回收领域、电信基站、数据中心等市场的应用为其规模化进入电力市场奠定基础,多能互补、多类储能技术结合应用是近期技术选型的亮点,关键技术指标、关键材料仍有待改进,主流技术成本近几年不断下降，在未来五年，下降空间很大,新兴技术研发活跃,市场,应用,技术,储能市场近期发展趋势政府对储能技术及应用的关注度提高市场应用,9,储能市场发展规模,储能市场发展规模,10,储能市场容量及技术,储能市场容量及技术,11,1,、在可再生能源中的应用研究,大规模可再生电源接入后，其波动性、间歇性和随机性不仅增加电力系统调峰压力，而且影响电力系统的安全稳定运行。引入储能技术可以有效平抑新能源功率波动，增强新能源发电可控性，提高新能源的并网接入能力。,1、在可再生能源中的应用研究大规模可再生电源接入后，其波动性,12,中国,项目名称,项目时间,项目地点,储能系统,详细信息,系统应用,国家风光储输示范工程,2011,张北县,20MW,100MW,风电和,40MW,光伏配置,20MW,的多种类型储能,可实现风光平滑输出，跟踪计划出力，参与系统调频等多种功能,上海崇明风储项目,2015,崇明岛,2MW,结合崇明东滩风电场建设一定容量的储能系统,改善风力供电不稳定，实现东滩风电平滑输出和友好接入,光储一体化电站,2015,青海,/,采用锂电池储能系统,解决弃光限电问题,中国项目名称项目时间项目地点储能系统详细信息系统应用国家风光,13,2,、在微网中的应用研究,1,、有效稳定系统输出，解决微网中动态电能质量问题；,2,、提高现有配用电设备的利用率、降低运行成本等；,3,、实现与大电网的并网运行，必要时向大电网提供一定的支援服务。,2、在微网中的应用研究1、有效稳定系统输出，解决微网中动态电,14,210KW,风力发电机组,100KW,光伏组件,2000Ah,储能蓄电池组,东福山岛风光柴储能电站是国内第一个规模化投入实际应用的新能源储能电站，集风、光、储一体并升压运行孤岛微网系统。,中国,210KW风力发电机组100KW光伏组件2000Ah储能蓄,15,项目名称,系统规模,储能作用,新疆喀拉昆仑山脉微网项目,光伏,1MW,、柴油机、储能,节能减排、满足用电需求、提高系统安全可靠性、提高微网经济性、减轻供电压力和环保压力,国电光柴储互补离网电站,光伏、柴油机、储能,新疆吐鲁番新能源城市微网工程项目,屋顶光伏,13.4,MW,山东长岛可再生能源海岛示范项目,南麂微网示范工程,风电,1MW,、光伏,545kW,、海洋能,30kW,、柴油机,1.6MW,、储能,项目名称系统规模储能作用新疆喀拉昆仑山脉微网项目光伏1MW、,16,3,、在电网调频中的研究,由于储能调节速度快，未来在电网调频中将起到积极的作用，目前美国、智利等国均已开展调频储能项目及研究工作，北京的石景山热电厂储能项目也为华北电网提供一定的调频辅助服务。,比亚迪在美国实施的,4MW/2MWh,储能调频项目，该项目能有效缓解电网负载压力和增强电网运行稳定,。,3、在电网调频中的研究由于储能调节速度快，未来在电网调频中将,17,4,、在需求侧响应中的研究,为特定电力用户提供服务，例如可为用户提供消减需求开支并提供后备电源服务，也可在电网故障时，保障对用户的高可靠性供电。,4、在需求侧响应中的研究为特定电力用户提供服务，例如可为用户,18,5,、在智能建筑领域的应用研究,围绕智能电网和智能城市的发展，结合储能系统探索智能电网及智能城市未来的发展形态，实现对区域内电力供需进行有效调控。,5、在智能建筑领域的应用研究围绕智能电网和智能城市的发展，结,19,6,、在智能交通中的应用研究,储能应用与智能交通领域，主要是通过电动汽车来实现，采用,V2G,技术实现与电网的互动。,6、在智能交通中的应用研究储能应用与智能交通领域，主要是通过,20,二、储能系统应用前景和研究热点,三、储能技术在电网中应用的典型案例,一、发展储能的意义和作用,二、储能系统应用前景和研究热点三、储能技术在电网中应用的典型,21,国家风光储输示范工程是推进我国可再生能源大规模开发利用的一项重大示范工程。风能，太阳能都是清洁可再生能源，有着广泛的应用前景。但是由于风能和光能的间歇性和随机性，风、光独立运行供电系统很难提供连续稳定的能量输出。这已经成为全球范围内制约可再生能源大规模发展的关键技术瓶颈。为研究、解决我国风力发电、光伏发电、储能和智能电网等领域的关键技术问题，引领清洁能源产业的快速健康发展，国家电网公司在张家口建设本工程。,风电一期工程建设小东梁风电场,49MW,、风电一期工程建设孟家梁风电场,49MW,，大河光伏储能电站一期建设光伏发电,40MW,、储能装置,20MW,。,（,1,）概述,国家风光储输示范工程,国家风光储输示范工程是推进我国可再生能源大规模开发利用的一项,22,（,2,）总体构架,四、储能技术在电网中应用的典型案例,（2）总体构架四、储能技术在电网中应用的典型案例,23,（,3,）储能系统,考虑技术风险控制，装置多样性，同时，兼顾到本 工 程的示 范 意义，本期储能电站选用锂电池、钠硫电池和全钒液流电池的组合。,钠硫电池,全钒液硫电池,磷酸铁锂电池,（3）储能系统考虑技术风险控制，装置多样性，同时，兼顾到本,24,（,4,）储能系统,输出功率,储能容量,备注,磷酸铁锂电池系统（比亚迪）,6MW,36MWh,能量型,磷酸铁锂电池系统（,ATL,）,4MW,16MWh,能量型,磷酸铁锂电池系统（中航锂电）,3MW,9MWh,功率型,磷酸铁锂电池系统（万向）,1MW,2MWh,功率型,钠硫电池储能系统（,NGK,）,4MW,24MWh,全钒液流电池储能系统（普能）,2MW,8MWh,本期规模总计,20MW,95MWh,远景规模,70,110MW,（4）储能系统输出功率储能容量备注磷酸铁锂电池系统（比亚迪）,25,（,4,）储能系统,已突破的关键技术,电池储能装置的大规模电站化集成技术,大规模多类型电池储能电站高速实时监控技术,大规模多类型储能电站协调控制及能量管理技术,大规模多类型电池储能电站的多种应用技术,四、储能技术在电网中应用的典型案例,（4）储能系统已突破的关键技术 电池储能装置的大规模电站化,26,削弱风光出力“毛刺”，实现多时间尺度的出力平滑，保证了电源,接近常规电源的稳定输出,实时填补计划值与实际值的差额，实现风光储多组态联合出力实时跟踪计划值,平滑风光出力,跟踪计划,削峰填谷,参与调频,利用储能装置的充放电功能，动态调节电网峰谷，具有传统调峰电源不具备的秒级快速响应优势,储能瞬时切换输出,/,输入状态，响应快速方式灵活,已实现网调直控储能，进行系统调频,（,5,）系统功能,削弱风光出力“毛刺”，实现多时间尺度的出力平滑，保证了电源接,27,（,4,）延伸和突破,四、储能技术在电网中应用的典型案例,拟在张家口地区建设风光储工程，该,工程风光互补电站总装机容量约为,200MW,，其中风电场,99MW,（本期建设）、光伏电站,100MW,（远期建设）,，需要配置一定容量的储能。储能容量的,配置,需要,根据,风光出力特性、储能装置特性和有效较小弃风和弃光达到,风光总输出功率平稳,的要求，从而,有效提高能源利用率的作用。,（4）延伸和突破四、储能技术在电网中应用的典型案例,28,（,6,）延伸和突破,四、储能技术在电网中应用的典型案例,本项目本期投运,99MW,风电，以康保地区风电场一年的预测运行数据进行储能容量配比分析。,（6）延伸和突破四、储能技术在电网中应用的典型案例,29,（,6,）延伸和突破,四、储能技术在电网中应用的典型案例,总体上来看，,由于风电出力的波动性较大，储能容量的增加对系统弃电率的减少效果有限，储能电池的容量配置不宜过高。配置储能设备后，风电场的弃风率低于,15%,，根据曲线计算结果，可采用,20MWh,或者,30MWh,储能容量。由储能容量与弃风率关系曲线对应,20MWh,、,30MWh,的曲线可以看出，储能电池功率在,25MW,左右出现拐点，弃风率下降趋势趋于稳定，储能电池功率取,25MW,可得到较好的技术指标效益，因此本期工程储能电池的容量取值可为,25MW*0.8h,（,20MWh,）或,25MW*1.2h,（,30MWh,）,，考虑充放电次数以后，最终选定,25MW1.2h,（,30MWh,）,。,（6）延伸和突破四、储能技术在电网中应用的典型案例,30,四、储能技术