智能電網呼喚復合儲能技術
http://www.debgrams.com 2012-04-20 10:42 來源：亮報
“降低大規模可再生能源與分布式能源接入對電網的沖擊，倒逼儲能技術在電網尤其是未來智能電網建設中的廣泛應用。適應智能電網建設需求，發展儲能技術顯得尤為迫切。”
在采用以鋰離子電池為主、液流電池為輔的大規模分布式儲能技術應用成功，即國家電網公司河北張北風光儲輸示范項目投運100天之后，4月13日，中國電力科學研究院電工與新材料研究所總工惠東接受《亮報》采訪時表示。
國內儲能技術研究起步晚
“在儲能技術領域，國外特別是美國和日本研究起步早，成果多并有豐富的工程實際經驗。由于國內研究起步晚，相關技術與國外還有差距，特別是在飛輪儲能等先進儲能系統方面經驗還較欠缺。此外，在電力電子接口、儲能系統高效轉換等技術方面，國外也處于領先狀態。”中國科學院院士、華中科技大學教授程時杰告訴本報記者。
據了解，以美國為代表的西方國家近年來已開始對鋰離子電池加大研發投入。美國PJM電力公司在2008年率先開展了兆瓦級鋰離子電池儲能系統的應用示范，用于電力系統的頻率和電壓控制。
目前大規模儲能技術中只有抽水蓄能技術比較成熟，主要用于電網的調峰、調頻以及應急保障，以及輔助核電站進行功率調節。但是，受地理環境、建設周期較長的約束，以及沒有適當的價格政策，我國抽水蓄能電站裝機比例小于歐日等國。為適應智能電網發展，降低可再生能源接入對電網的沖擊，提高電網的“兼容性”，維護電網安全穩定運行，除發展抽水蓄能外，應大力發展布置靈活的電池儲能技術包括各類蓄電池，如鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池，以及超級電容器等。
“利用儲能技術提高可再生能源接入能力是一種重要的技術方向，但我國目前儲能技術人才極為缺乏，影響儲能技術的快速發展。”惠東表示。“因此，發展儲能技術更為重要的是培養和引進專業人才。”
鋰離子電池
有望成為化學儲能應用先鋒
“鋰離子電池有望成為化學儲能應用的先鋒。”惠東預測。“五年內，鋰離子電池有望在國內實現產業化。”
目前超級電容器儲能、飛輪儲能、超導儲能、各種先進電池如液流電池、鋰離子電池、鉛酸電池等由于容量問題直接應用于大電力系統還有難度。但隨著各國對電動汽車技術高度重視，綜合性能較好的鋰離子電池被大量應用于電動汽車，使鋰離子電池發展迅速，其技術性價比優于其他化學電池。
惠東認為，首先，鋰離子電池在能效轉換上是最高的，這是其他化學電池所無法比擬的。其次，鋰離子電池壽命長的特點，較適用于電力儲能。最后，鋰離子電池在國內外都有很好的產業鏈。全世界對鋰離子電池技術研發的投入和技術儲備都非常豐厚。在我國，比亞迪公司于2009年率先建成我國第一座兆瓦級磷酸鐵鋰電池儲能電站，用于平抑峰值負荷以及光伏電站的穩定輸出。中國電力科學研究院于2010年起在張北國家風電研究檢測中心電池儲能實驗室開展了1兆瓦鋰離子電池系統與風電機組的聯合運行實驗。
此外，由于鋰離子電池的原材料資源豐富，且材料即不耗能又不用借助稀有金屬，這在成本方面存在較大優勢。而且，鋰離子電池集成技術門檻較低，有助于其推廣。
復合儲能技術被業界看好
“目前，沒有任何一種儲能技術能全面滿足智能電網接納分布式能源需要，因此，發展各種儲能技術，是適應智能電網建設的需要。”惠東表示。
這一觀點得到了程時杰的贊同。“由于不同儲能技術具有不同優勢和適用性，電力系統的實際工作情況使得單一儲能技術難以滿足所有要求，因此，建設和發展智能電網，必須要對各種儲能技術進行復合利用。”
所謂復合儲能技術是將兩種或兩種以上具有性能互補的儲能元件協調的統一在一個控制系統之下，如超級電容器和蓄電池復合儲能系統，不僅具有高能量密度，高功率密度，也兼具了經濟性。
“在復合儲能系統研究中，要根據使用場合確定復合儲能系統組成形式，不同儲能本體間容量分配方法以及分配原則，確定不同儲能本體間協調控制策略，以達到優勢最大化。”程時杰提醒業界。
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