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总第229期 现代工业经济和信息化 Total 229 2023年第7期 Modern Industrial Economy and Informationization No.7,2023 经营管理 D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.07.083 计及风光消纳的电化学储能系统优化及效益研究* 唐京瑞,段勋兴 (重庆化工职业学院,智能制造与汽车学院,重庆401220) 摘要:随着风电和光伏等新能源为主体的新型电力系统构建不断完善,以及锂电池成本的快速下降,以电化学储 能为载体在峰谷电价中套利已成为电力储能系统辅助服务发展的重要方向。以新型城镇电网为应用场景,分析了储 能技术在城市电网中的必要性,通过对比不同储能技术的成本效益,论证了电化学储能在考虑风电和光伏消纳中的 可行性,结合新能源分布式电网特点,提出了储能系统优化设计方案。 关键词:电化学储能;风电和光伏;储能技术;成本效益 中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:2095-0748(2023)07-0244-04 0引言 优化方案具有一定的有效性和实用性。 进入21世纪以来,随着风电、光伏等新能源发电 1城市电网储能系统建设的必要性分析 规模的不断提升,以及动力锂电池成本的下降,国内 1.1电力系统调频 外围绕以电化学储能开展了深人的研究和探索。电化 随着风电和光伏接人容量的增多,可再生能源可 学储能是指利用各种二次电池储能,目前以铅蓄电池 用于补偿发电机组的调频容量,调节发电端和用户侧 和锂电池为主,它具有响应速度快、充放电时效特效 的动态平衡,进而减轻电力系统调频的负担,但是风 高、成本低、技术成熟等优点,便于电网负荷调节。我 光能源的不稳定性和间歇性将直接影响系统调频的 国能源发展相关报告指出,到2040年新能源发电量 稳定性,因此通过建立储能系统将有效改善和增强电 将占到新增发电量的50%,截止到2021年,全球电力系统的调频性能,利用储能装置合理调配充放电时 化学储能累计复合增长率达到35%,是近年来包含 间,充分利用充电时吸收功率、放电时输出功率的这 电动汽车发展最为快速的储能技术。 一特性,将电力系统频率维持在合理波动区间,实现 电能储存技术主要分为物理储能、电磁储能和电 电力系统调频,图中纵坐标充放电代表的是充电和放 化学储能几大类别,其中物理储能又包括抽水储能和 电的两种过程状态,如图1所示。 压缩空气储能,电磁储能包括超级电容储能和超导电 一吸收功率 50.02 磁储能等。在以上几种储能方式中,抽水储能是目前 50.00 技术最成熟,最经济的储能方式,它是通过将水储存 49.98 一输出功率 到高处所具备的势能,广泛应用于电力系统调峰调 时间 频,但由于受到地理条件限制,且建设周期长,不适合 充放电 用于分布式新能源电能的储存场合。压缩空气法储能 充电 放电 是通过将空气压缩到储气罐的形式,从而摆脱了地理 时间 图1储能系统调频动态平衡图 位置的约束,但整个系统的能量转化效率仍处于较低
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