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适用于分布式发电的储能技术比较

  摘要:分布式发电与储能技术的结合大大提高了系统的能源利用率,改善系统的稳定性、可靠性以及经济性。该文在简单分析了各种可用于分布式发电的各种储能技术之后,重点对比研究了各种电池储能技术,认为锂离子电池储能系统是目前最有发展前景、最有应用优势的储能方式。

  分布式发电,一般指为满足用户特定的需要、支持现存配电网的经济运行或同时满足这两方面的要求,且在用户现场或靠近用户现场配置功率为数千瓦到50MW的小型且与环境兼容的发电机组;从更广泛的定义来看,分布式发电指的是任何安装在用户附近的发电设施,包含热电联产、冷热电联产以及各种蓄能技术等,而不论这种发电形式的规模大小和一次能源的使用类型[1]。

  分布式发电技术有多种分类方式,按发电能源是否可以再生分为两大类:一类利用可再生能源,主要包括风力发电、太阳能光伏、小水电、地热能、生物质能、海洋能等发电形式;另一类利用不可再生能源,主要包括热电联产、微型燃气轮机、燃料电池等发电形式。其中的风力发电和太阳能光伏技术,具有的波动性、随机性、间歇性成为制约新能源并网的关键问题,而储能技术则是解决这一问题的有效手段。

  目前储能技术在全球范围得到关注,取得了迅速的发展,储能在分布式发电中起的作用可概括为三个方面[3]:对系统起稳定的作用;适量的储能可以在分布式发电单元不能正常运行的情况下起过渡作用;储能使得不可调度的分布式发电单元能够作为可调度机组单元运行,实现与大电网的并网运行,提供削峰、紧急功率支持等服务。

  1适用于分布式发电的储能技术

  储能技术具有极高的战略地位,长期以来世界各国都在一直不断支持储能技术研究和应用,并给予大力的财政资助。可用于分布式发电的储能方式主要有电池储能、抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、超导储能。超导储能目前受制于技术的进步,短期内看不到大规模应用的前景;飞轮储能转换效率较低,大功率飞轮实现难度大;压缩空气储能对安全要求较高,实现存在一定难度。国内主要倡导的是抽水蓄能和电池储能。抽水蓄能电站技术成熟、存储容量大、运行寿命长,适宜于电力系统的大容量储能,但是受水资源和地理条件的限制。因此,电池储能的技术研究是目前分布式发电领域研究热点之一。

  1.1钠硫电池

  钠硫电池由美国福特(Ford)公司于1967年首先发明,至今已有40多年的历史。然而,受困于电池的性能提升、安全可靠性保障技术、成本以及规模化生产的工艺和装备技术,尤其是核心部件氧化铝陶瓷管(在电池中起隔膜作用)的制造及保持电池一致性的批量化生产工艺,使世界上多家曾经涉足过钠硫电池研发的公司陆续退出。

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