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电力行业储能的作用与形式是什么

作者:qichen / 电力照明网 时间:2022-02-12 11:34 次浏览

信息摘要:

现如今储能出现的频率越来越高,越来越多的电力企业在建设发电项目时,开始配置储能设备。 储能字面意思来看就是将多余的能量储存起来,但随着随着越来越普遍,对储能也产生了...

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现如今储能出现的频率越来越高,越来越多的电力企业在建设发电项目时,开始配置储能设备。储能字面意思来看就是将多余的能量储存起来,但随着随着越来越普遍,对储能也产生了很多疑问,现就疑问进行整理并通过查找资料进行简要解答,进行释疑:

问题1:储能的作用是什么?

答:根据国家能源局网站对储能技术的定义,储能技术是通过介质或者设备将能量储存起来,在需要的时候再释放的过程,一般储能为电储能[1]

储能的作用有:

一、提高常规发电和输电的效率、安全性和经济性;

二、实现可再生能源平滑波动、调峰调频,满足可再生能源大规模接入;

三、储能是分布式能源系统、智能电网系统的重要组成部分。

说明:

对于这些作用,这里要说明一下发电是怎么回事;我们日常用电,感觉只要插入插座就能使用电力,而电力来自与电网的输送和发电企业的发电,传统火电发电提供电力。这时就会有疑问,发电企业一直在发电,那我们这些用户有时候用电、有时候不用电,那多余的电去哪里了,电是被电网储存起来了么,这种家里插座式的电,和我们使用电池是一样的么?

其实不是一样的,发电企业的发电是根据用户实际用量需求进行按需发电,电网统筹各发电企业的发电量,进行调节发电总量,火电企业就很好调整发电量,其一般烧煤,就和煤气灶烧火一样,用火大的时候,放燃气多一点,用火小的时候,放燃气少一点。

可再生能源发电就不太一样,风电靠风吃饭,有风就发点电,没风就没电;光伏发电,有太阳就发点电,没太阳就是个摆设;水电在水位高点可以发电,水源枯竭就无法发电。同时也容易产生夜晚风大,发的电少有用户用,白天光照强烈,但发的电又不够用的各种情况。这些可再生能源都存在着能量输出控制难度较大的问题,需要用火电配合调整用电高峰低谷,电力浪费的情况出现。

储能就能很好的解决以上可再生能源的问题,通过储存电力,让电力在合适的时候提供给需要的用户。


问题2:储能的形式有哪些?

答:还是根据国家能源局网站对储能技术的定义描述,储能按照能量储存方式进行划分,一般划分为物理储能、化学储能、电磁储能三类。

储能按照能量储存方式划分的三种分类

类别
形式
物理储能
抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等
化学储能
铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等
电磁储能
超级电容器储能、超导储能


下面简要展现一些储能的方式:

抽水蓄能:

储能技术中最成熟的是抽水蓄能,它主要用于电力系统削峰、填谷、调频、紧急事故备用等;


压缩空气储能:

压缩空气蓄能指的是在高压情况下通过压缩空气来存储大量的可再生能源,然后将其储存在大型地下洞室、枯竭井或蓄水层里。在非用电高峰期,如晚上或周末,用电机带动压缩机,将空气压缩进一个特定的地下空间储存。然后,在用电高峰期(如白天),通过一种特殊构造的燃气涡轮机,释放地下的压缩空气进行发电。虽然燃气涡轮机的运行仍然需要天然气或其他化石燃料来作为动力,但这种技术是一种更为高效的能源利用方式。

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这是一种压力蓄能的方式,使用压力蓄能的想法,也发展出了水压蓄能等各种方式。


飞轮储能:

飞轮储能是利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。技术特点是高功率密度、长寿命。

在储能时,电能通过电力转换器变换后驱动电机运行,电机带动飞轮加速转动,飞轮以动能的形式把能量储存起来,完成电能到机械能转换的储存能量过程,能量储存在高速旋转的飞轮体中;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;释能时,高速旋转的飞轮拖动电机发电,经电力转换器输出适用于负载的电流与电压,完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。

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铅酸电池:

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锂离子电池:
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钠硫电池:

钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成,与一般二次电池(铅酸电池、镍镉电池等)不同,钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成,负极的活性物质为熔融金属钠,正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。

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液流电池:

液流电池通过正、负极电解质溶液活性物质发生可逆氧化还原反应(即价态的可逆变化)实现电能和化学能的相互转化。充电时,正极发生氧化反应使活性物质价态升高,负极发生还原反应使活性物质价态降低,放电过程与之相反。与一般固态电池不同的是,液流电池的正极和(或)负极电解质溶液储存于电池外部的储罐中,通过泵和管路输送到电池内部进行反应

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超级电容器储能:

超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。当电极与电解液接触时,由于库仑力、分子间力及原子间力的作用,使固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷,称其为界面双层。把双电层超级电容看成是悬在电解质中的2个非活性多孔板,电压加载到2个板上。加在正极板上的电势吸引电解质中的负离子,负极板吸引正离子,从而在两电极的表面形成了一个双电层电容器。双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极双层超级电容器、金属氧化物电极超级电容器和有机聚合物电极超级电容器。

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超导储能:

超导储能是一种无需经过能量转换而直接储存电能的方式,它将电流导入电感线圈,由于线圈由超导体制成,理论上电流可以无损失地不断循环,直到导出。目前,超导线圈采用的材料主要有铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)超导材料、铋系和钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料等,这些材料的共同特点是需要运行在液氦或液氮的低温条件下才能保持超导特性。因此,目前一个典型的超导磁储能装置包括超导磁体单元、低温恒温以及电源转换系统等。


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问题3:“储能系统建设规模**MW/**MWh”其中的“MWh”、“**MW/**MWh”都是什么意思?

答:

MWh 是指兆瓦小时,即megawatt-hour,是电池容量的单位。

kWh,缩写词,即kilowatt-hour的缩写,称作千瓦小时,或千瓦时,也即我们平常说的“度”,1千瓦时就是一度电。(1千瓦·时就是一个功率为1千瓦的耗能设备在1小时内所消耗的能量,等于3.6兆焦耳。)


MW 是指兆瓦(英文:megawatt,通常缩略为MW),是一种表示功率的单位,常用来指发电机组在额定情况下单位时间内能发出来的电量。(注瓦的定义是:焦耳/秒,兆瓦的定义是:兆焦耳/秒 。
瓦特的定义是1焦耳/秒(1J/s),即每秒钟转换,使用或耗散的(以焦耳为量度的)能量的速率。)。

**MW/**MWh
MW表示储能级别达到兆瓦(功率单位),即1000kW
MWh表示储能能耗达到兆瓦时(电量容量单位),即1000kW小时

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