本書針對儲能的國內外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧眉夹g路線和商業(yè)模式進行了研究,總結了國內外儲能的應用現(xiàn)狀、裝機容量、各類儲能的裝機占比及近年來儲能的增長趨勢,對各類型儲能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應用領域的適應性進行分析。同時分析了儲能規(guī);茝V亟需解決的關鍵技術,包括制約儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術因素、成本價格及政策補貼因素等。介紹了國內外現(xiàn)有的分布式光儲、電力服務、電動汽車和動力電池梯次利用的商業(yè)模式,并對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī);瘧玫那熬斑M行展望,給出了西北電網(wǎng)中相應儲能示范工程的部署建議。
本書針對儲能的國內外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧眉夹g路線和商業(yè)模式進行了研究,主要內容如下:①總結了國內外儲能的應用現(xiàn)狀、裝機容量、各類儲能的裝機占比及近年來儲能的增長趨勢,對各類型儲能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應用領域的適應性進行了分析,并對國內外儲能市場和政策環(huán)境進行了研究(相關數(shù)據(jù)截止時間為2017年底);②分析了儲能規(guī);茝V亟需解決的關鍵技術,包括制約儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術因素、成本價格及政策補貼因素,對現(xiàn)有儲能類型的成本進行了對比分析,得出各類儲能到2020年的大概成本;③研究了各類儲能未來發(fā)展的路線圖,對2020年、2030年儲能技術的發(fā)展趨勢、應用情況進行了展望,并總結了國內外與儲能相關的標準;④研究了國內外現(xiàn)有的分布式光儲、電力服務、電動汽車和動力電池梯次利用的商業(yè)模式,給出了中國儲能規(guī)模化應用的政策建議;⑤對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī);瘧玫那熬斑M行了展望,并給出了西北電網(wǎng)中相應儲能示范工程的部署建議。
前 言儲能即能量存儲,是指通過一種介質或者設備,把一種能量形式用同一種或者轉換成另一種能量形式存儲起來,基于未來應用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。根據(jù)國際能源署的研究,為滿足新能源消納需求,預測美國、歐洲、中國和印度到2050年將需要增加310 GW并網(wǎng)電力儲存能力。麥肯錫的研究則認為到2025年儲能技術將具有顛覆性作用,并對經(jīng)濟產(chǎn)生顯著影響。世界許多國際組織和國家把發(fā)展儲能作為緩解能源供應矛盾、應對氣候變化的重要措施,并制定了發(fā)展戰(zhàn)略,提出了2030年、2050年明確的發(fā)展目標和相應的激勵政策。近年來,中國新能源建設進入了快速發(fā)展階段,但中國新能源資源富集區(qū)遠離負荷中心,當?shù)仉娋W(wǎng)無法全部消納。為了應對新能源發(fā)電快速發(fā)展給電網(wǎng)安全運行帶來的挑戰(zhàn),可以通過大規(guī)模儲能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供靈活可靠的調度資源,改善新能源發(fā)電的間歇性和波動性,提高電網(wǎng)調峰調頻能力,實現(xiàn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。
本書針對儲能的國內外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧眉夹g路線和商業(yè)模式進行了研究,主要內容如下:①總結了國內外儲能的應用現(xiàn)狀、裝機容量、各類儲能的裝機占比及近年來儲能的增長趨勢,對各類型儲能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應用領域的適應性進行了分析,并對國內外儲能市場和政策環(huán)境進行了研究(相關數(shù)據(jù)截止時間為2017年底);②分析了儲能規(guī)模化推廣亟需解決的關鍵技術,包括制約儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術因素、成本價格及政策補貼因素,對現(xiàn)有儲能類型的成本進行了對比分析,得出各類儲能到2020年的大概成本;③研究了各類儲能未來發(fā)展的路線圖,對2020年、2030年儲能技術的發(fā)展趨勢、應用情況進行了展望,并總結了國內外與儲能相關的標準;④研究了國內外現(xiàn)有的分布式光儲、電力服務、電動汽車和動力電池梯次利用的商業(yè)模式,給出了中國儲能規(guī);瘧玫恼呓ㄗh;⑤對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī);瘧玫那熬斑M行了展望,并給出了西北電網(wǎng)中相應儲能示范工程的部署建議。
本書共分為7章。
第1章調研了物理儲能、電化學儲能、儲冷(熱)和儲氫等各類型儲能的技術參數(shù),對比分析了各類型儲能技術成熟度,結合儲能技術特性,研究了各類型儲能技術在大規(guī)模新能源發(fā)電、微電網(wǎng)、分布式光儲和調峰調頻輔助服務等領域的適用性。該部分內容由劉超群、靳文濤、牛萌和呂洪章撰寫整理。
第2章分別對規(guī)模化儲能系統(tǒng)的多點布局、類型選擇和容量優(yōu)化配置技術,核心裝備制造技術,儲能站群的動態(tài)功率與能量管理技術,多運行目標下儲能系統(tǒng)廣域調度技術以及規(guī);瘍δ芄こ袒瘧眉夹g進行了歸納梳理。該部分內容由李建林和徐少華撰寫整理。
第3章研究了儲能參與可再生能源發(fā)電從本地應用向系統(tǒng)級應用、從單一功能走向多元化以及從功能性示范到需求導向型應用的發(fā)展路線,并根據(jù)當前電力體制改革發(fā)展方向,提出了儲能應用趨勢和應用技術發(fā)展路線圖,同時基于儲能不同應用領域及其關鍵應用技術,研究了儲能應用技術標準化體系。該部分內容由胡娟、李海峰、龐博和呂洪章撰寫整理。
第4章調研了國內外儲能運行模式和商業(yè)模式研究現(xiàn)狀,針對國內外典型商業(yè)模式的差異化,提出了儲能規(guī);茝V的商業(yè)模式;研究了在電力體制改革趨勢下,能源供應模式和商業(yè)運行模式可能產(chǎn)生的變革;對儲能市場化應用的敏感性因素進行了分析,提出了儲能技術發(fā)展對外界政策和市場環(huán)境的需求。該部分內容由程偉、杜笑天和侯小賀撰寫整理。
第5章介紹了新疆、甘肅和青海電網(wǎng)的可再生能源應用現(xiàn)狀,提出了儲能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調頻調壓、降低棄風棄光率的應用模式;趯嶋H電網(wǎng)情況對儲能系統(tǒng)提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行進行仿真分析,并給出了具體的儲能系統(tǒng)配置方案及投資效益。該部分內容由楊水麗撰寫整理。
第6章分別對大規(guī)模儲能集群提升西北可再生能源基地外送能力工程示范、百兆瓦級儲能電站協(xié)調西北特高壓通道能源輸送工程示范、廣域布局分布式儲能提升西北網(wǎng)源—網(wǎng)—荷協(xié)調響應能力的工程示范、多布點大規(guī)模儲能統(tǒng)一協(xié)調控制研究及提升西北電網(wǎng)輔助服務能力工程示范及儲能電站融合新能源發(fā)電的虛擬同步發(fā)電機技術及示范提出部署建議。該部分內容由李章溢撰寫整理。
第7章在上述研究分析的基礎上,對全書進行了總結,并給出了推進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關政策建議。
本書得到了國家重點研發(fā)計劃“10 MW級液流電池儲能技術(2017YFB0903504)”、國家電網(wǎng)公司項目“分布式儲能裝置及用戶側優(yōu)化配置關鍵技術研究與示范(DG71—17—003)”、山西省科技廳項目“10 MW級鋰電池儲能系統(tǒng)關鍵技術及工程示范(201603D112001)”和中國電科院創(chuàng)新基金“用戶側分布式儲能系統(tǒng)聚合控制策略研究(DG83—18—005)”的資助,深表謝意。同時,感謝國網(wǎng)新疆電力公司經(jīng)濟技術研究院宋新甫、國網(wǎng)青海省電力公司李絢絢以及甘肅省電力科學研究院王定美等相關同志的積極參與和配合。
編寫本書的初衷是否果如所求,有待通過實踐驗證。限于作者水平,書中疏漏之處在所難免,尚祈讀者不吝賜教。
李建林,男,博士,教授級高級工程師,中國電力科學研究院儲能與電工新技術研究所室主任。長期從事規(guī);瘍δ芟到y(tǒng)集成應用,國家張北風光儲輸示范工程、遼寧臥牛石示范工程、青海大型光儲示范工程、用戶側儲能多點示范工程等策劃工作,專職從事儲能示范工程方案咨詢、評價、測試相關工作。先后承擔儲能領域項目多項,其中,國家重點研發(fā)計劃《10MW級液流電池儲能技術》1項,國家863課題4項,國家自然基金項目3項,國家電網(wǎng)公司重大項目5項,各級網(wǎng)省公司項目10余項。近年來在國內外核心期刊發(fā)表文章150余篇,其中100余篇被EI檢索,授權發(fā)明專利50余項。負責起草儲能領域行業(yè)標準10余項,著有《大規(guī)模儲能技術》《智能電網(wǎng)中的風光儲關鍵技術》等著作7部,譯著5部。先后獲北京市科學技術獎、新疆維吾爾科學技術進步獎、天津市科學技術進步獎、湖北科技進步獎二等獎累計10次,各級省部級、社會力量獎三等獎累計10余次。
目 錄前言第1章 儲能系統(tǒng)在區(qū)域電網(wǎng)中規(guī)模化應用需求分析1
1.1 國內外儲能應用現(xiàn)狀及近期動向1
1.2 儲能技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析3
1.2.1 機械類儲能4
1.2.2 電氣類儲能6
1.2.3 電化學類儲能10
1.2.4 熱儲能19
1.2.5 氫儲能24
1.2.6 儲能成本分析25
1.3 儲能系統(tǒng)在含大規(guī);茉椿仉娋W(wǎng)中的應用需求分析27
1.3.1 儲能在發(fā)電領域的應用27
1.3.2 儲能在輔助服務領域的應用28
1.3.3 儲能在輸配電領域的應用29
1.3.4 儲能在用戶端的應用30
1.3.5 儲能在分布式發(fā)電與微電網(wǎng)的應用31
1.3.6 儲能在大規(guī)?稍偕茉床⒕W(wǎng)的應用31
1.4 儲能市場和政策環(huán)境34
1.4.1 國內儲能市場與相關政策環(huán)境34
1.4.2 國外儲能相關政策38
1.4.3 價格機制與激勵政策40
第2章 儲能規(guī)模化推廣亟需解決的關鍵技術42
2.1 規(guī);瘍δ芟到y(tǒng)的核心裝備制造技術42
2.2 儲能系統(tǒng)集成與工程化技術43
2.3 儲能站群的動態(tài)功率與能量管理技術47
2.4 多運行目標下儲能系統(tǒng)廣域調度技術47
第3章 儲能規(guī);瘧眉夹g路線與經(jīng)濟性分析50
3.1 儲能應用技術發(fā)展路線圖50
3.1.1 物理儲能50
3.1.2 化學儲能51
3.1.3 氫能及燃料電池52
3.1.4 儲熱技術53
3.2 儲能應用技術標準化體系53
3.2.1 國內外儲能標準現(xiàn)狀53
3.2.2 電力儲能標準框架體系59
第4章 商業(yè)模式與前景展望62
4.1 國內外儲能商業(yè)模式現(xiàn)狀與建議62
4.1.1 國際儲能商業(yè)模式62
4.1.2 國內現(xiàn)有儲能商業(yè)模式現(xiàn)狀75
4.2 儲能規(guī);瘧孟嚓P建議79
第5章 儲能技術在送端電網(wǎng)中的應用分析85
5.1 儲能在新疆電網(wǎng)中規(guī);瘧醚芯85
5.1.1 新疆電網(wǎng)存在的問題85
5.1.2 儲能技術在新疆電網(wǎng)中規(guī);瘧梅抡娣治86
5.1.3 投資及效益估算90
5.1.4 小結91
5.2 儲能在甘肅電網(wǎng)中規(guī);瘧醚芯91
5.2.1 甘肅電網(wǎng)存在的問題91
5.2.2 儲能技術在甘肅電網(wǎng)中規(guī);瘧梅抡娣治92
5.2.3 投資及效益估算101
5.2.4 小結102
5.3 儲能在青海電網(wǎng)中規(guī)模化應用研究103
5.3.1 青海電網(wǎng)存在的問題103
5.3.2 儲能技術在青海電網(wǎng)中規(guī);瘧梅抡娣治104
5.3.3 投資及效益估算108
5.3.4 小結109
5.4 儲能技術在電網(wǎng)中的應用分析總結110
5.4.1 儲能在新疆電網(wǎng)中規(guī)模化應用研究110
5.4.2 儲能在甘肅電網(wǎng)中規(guī);瘧醚芯111
5.4.3 儲能在青海電網(wǎng)中規(guī);瘧醚芯111
第6章 西北電網(wǎng)中建議部署的規(guī)模化儲能示范工程113
6.1 儲能系統(tǒng)在西北地區(qū)應用場景分析113
6.2 建議部署的示范工程113
6.2.1 大規(guī)模儲能集群提升西北可再生能源基地外送能力工程113
6.2.2 百兆瓦級儲能電站協(xié)調西北特高壓通道能源輸送工程114
6.2.3 廣域布局分布式儲能提升西北網(wǎng)源—網(wǎng)—荷協(xié)調響應能力工程115
6.2.4 大規(guī)模儲能統(tǒng)一協(xié)調控制提升西北電網(wǎng)輔助服務能力工程115
6.2.5 儲能電站融合新能源發(fā)電的虛擬同步發(fā)電機技術示范116
第7章 結論及建議117
7.1 結論117
7.2 建議118
參考文獻123