惠东:智能电网呼唤复合储能技术

发布日期: 2012-03-26

惠东:智能电网呼唤复合储能技术

“降低大规模可再生能源与分布式能源接入对电网的冲击,倒逼储能技术在电网尤其是未来智能电网建设中的广泛应用。适应智能电网建设需求,发展储能技术显得尤为迫切。”

在采用以锂离子电池为主、液流电池为辅的大规模分布式储能技术应用成功,即国家电网公司河北张北风光储输示范项目投运100天之后,4月13日,中国电力科学研究院电工与新材料研究所总工惠东接受《亮报》采访时表示。

国内储能技术研究起步晚

“在储能技术领域,国外特别是美国和日本研究起步早,成果多并有丰富的工程实际经验。由于国内研究起步晚,相关技术与国外还有差距,特别是在飞轮储能等先进储能系统方面经验还较欠缺。此外,在电力电子接口、储能系统高效转换等技术方面,国外也处于领先状态。”中国科学院院士、华中科技大学教授程时杰告诉本报记者。

据了解,以美国为代表的西方国家近年来已开始对锂离子电池加大研发投入。美国PJM电力公司在2008年率先开展了兆瓦级锂离子电池储能系统的应用示范,用于电力系统的频率和电压控制。

目前大规模储能技术中只有抽水蓄能技术比较成熟,主要用于电网的调峰、调频以及应急保障,以及辅助核电站进行功率调节。但是,受地理环境、建设周期较长的约束,以及没有适当的价格政策,我国抽水蓄能电站装机比例小于欧日等国。为适应智能电网发展,降低可再生能源接入对电网的冲击,提高电网的“兼容性”,维护电网安全稳定运行,除发展抽水蓄能外,应大力发展布置灵活的电池储能技术包括各类蓄电池,如锂离子电池、钠硫电池、液流电池,以及超级电容器等。

“利用储能技术提高可再生能源接入能力是一种重要的技术方向,但我国目前储能技术人才极为缺乏,影响储能技术的快速发展。”惠东表示。“因此,发展储能技术更为重要的是培养和引进专业人才。”

锂离子电池有望成为化学储能应用先锋

“锂离子电池有望成为化学储能应用的先锋。”惠东预测。“五年内,锂离子电池有望在国内实现产业化。”

目前超级电容器储能、飞轮储能、超导储能、各种先进电池如液流电池、锂离子电池、铅酸电池等由于容量问题直接应用于大电力系统还有难度。但随着各国对电动汽车技术高度重视,综合性能较好的锂离子电池被大量应用于电动汽车,使锂离子电池发展迅速,其技术性价比优于其他化学电池。

惠东认为,首先,锂离子电池在能效转换上是最高的,这是其他化学电池所无法比拟的。其次,锂离子电池寿命长的特点,较适用于电力储能。最后,锂离子电池在国内外都有很好的产业链。全世界对锂离子电池技术研发的投入和技术储备都非常丰厚。在我国,比亚迪公司于2009年率先建成我国第一座兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站,用于平抑峰值负荷以及光伏电站的稳定输出。中国电力科学研究院于2010年起在张北国家风电研究检测中心电池储能实验室开展了1兆瓦锂离子电池系统与风电机组的联合运行实验。

此外,由于锂离子电池的原材料资源丰富,且材料即不耗能又不用借助稀有金属,这在成本方面存在较大优势。而且,锂离子电池集成技术门槛较低,有助于其推广。

复合储能技术被业界看好

“目前,没有任何一种储能技术能全面满足智能电网接纳分布式能源需要,因此,发展各种储能技术,是适应智能电网建设的需要。”惠东表示。

这一观点得到了程时杰的赞同。“由于不同储能技术具有不同优势和适用性,电力系统的实际工作情况使得单一储能技术难以满足所有要求,因此,建设和发展智能电网,必须要对各种储能技术进行复合利用。”

所谓复合储能技术是将两种或两种以上具有性能互补的储能元件协调的统一在一个控制系统之下,如超级电容器和蓄电池复合储能系统,不仅具有高能量密度,高功率密度,也兼具了经济性。“在复合储能系统研究中,要根据使用场合确定复合储能系统组成形式,不同储能本体间容量分配方法以及分配原则,确定不同储能本体间协调控制策略,以达到优势最大化。”程时杰提醒业界。

相关链接