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电储能技术课件 第1页/共43页 2 内容 一、背景 1.1 储能技术的背景 1.2 目前主要的储能方式 1.3 电储能技术应用现状 二、若干关键问题以及清华的部分工作 2.1 电池技术、状态估计和管理 2.2 电力变换装置及其控制技术 2.3 功率预报技术 第2页/共43页 3 1.1 储能技术的背景 一、背景 第3页/共43页 4 智能电网对储能技术的需求 1.1 储能技术的背景 第4页/共43页 5 1.1 储能技术的背景 电动汽车对储能技术的需求 汽车动力电气化已成为全球汽车工业发展的焦点和核心； “车辆到电网”(V2G)的概念正在兴起，期待其作为电力系统“削峰填谷”的有效手段之一。 国家电网:支持V2G的快速充电座 第5页/共43页 6 不同需求对充放电速度和容量的要求 Changing the Electricity Game, IEEE-PE Mag, 2009, July 第6页/共43页 7 1.2 目前主要的储能方式 按照储能介质形态分类，目前的电力储能可分为： 化学储能：铅酸电池、钠硫电池、全钒氧化还原液流电池 电磁储能：超导储能、双电层电容器 机械储能：如抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能 热/冰储能：如热泵储能、电锅炉储能 第7页/共43页 8 主要储能方式比较 (2003) 1.2 目前主要的储能方式 王冉冉,刘玉庆等. 飞轮储能装置的性能特点及其应用展望.电源技术应用. 2003 第8页/共43页 9 1.2 目前主要的储能方式 主要储能方式的比较 Barin A. et al, Storage Energy Management With Power Quality Concerns The Analytic Hierarchy Process And The Fuzzy Logic, COPEP’ 2009 第9页/共43页 10 1.2 目前主要的储能方式 主要储能方式的比较 效率 负载管理 技术成熟 经济性 环境友好 电能质量 压缩空气 3 4 3 5 1 1 蓄水储能 3 4 3 5 3 1 氢气储能 1 4 1 3 4 4 飞轮储能 4 2 3 5 5 3 超级电容 4 1 3 1 5 3 锂电池 4 4 3 3 4 4 钠硫电池 3 ? 4 3 2 3 4 钒电池 3 ? 4 2 2 3 4 Barin A. et al, Storage Energy Management With Power Quality Concerns The Analytic Hierarchy Process And The Fuzzy Logic, COPEP’ 2009 第10页/共43页 11 日本住友电工 (SEI) 总装机容量：30.8MW（19个风机） 电池组额定容量：6MWh VRB 地点：Tomamae Wind Villa 目的：平滑风力发电输出功率 价格：不详 1.3 电储能技术应用现状— 风电场 日本碍子公司(NGK) 总装机容量：51MW 电池组额定容量：34 MW NAS 地点：Rokkashomura Wind Farm 目的：平滑风力发电输出功率; 价格：0.42 Euro/kWh 第11页/共43页 12 美国电力公司(AEP) 2006年：查尔斯顿一变电站，第一组储能1MW/7.2MWh的钠硫电池（左图） 2008年：三个变电站中设置了2MW/14.4MWh钠硫电池储能系统（右图） 2009年：在俄亥俄州投入1MW/250kWh飞轮储能系统，验证分布式储能装置对电网频率调整的可行性； 2009年：120V/240V上“社区储能装置”(community energy storage, CES)，推广分布式储能装置。 1.3 电储能技术应用现状— 智能电网 第12页/共43页 13 1.3 电储能技术应用现状— 电动汽车 2010/6，财政部、科技部、工信部和发改委联合发布了私人购买新能源汽车补贴标准，确定将在上海等 5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。国家对满足支持条件的新能源汽车，按3000元/千瓦时给予补贴。 第13页/共43页 14 1.3 电储能技术应用现状— 国家的几个举措 近期几个示范工程： （1）张北：风光储一体化示范工程（风电30万千瓦、太阳能光伏电10万千瓦、化学储能7.5万千瓦 ，2010年）； （2）厦门：基于液流电池储能的大型应急电源示范工程（国际会展中心）； （3）上海：上海世博园智能电网综合示范工程 ······· 几个计划： （1）2010年5月，国网公司《坚强智能电网关键设备（系统）研制规划》 发电：“大规模储能： 大型抽水蓄能电站、大