先进储能技术及其在电力系统中的应用VIP免费

先进储能技术及其在电力系统中的应用朱桂萍电工新技术研究所2010年3月OUTLINE1.典型的储能方式• 电池储能• 超导储能• 超级电容储能• 飞轮储能2.储能装置在电力系统中的典型应用• 有源滤波（APF）• 动态电压调整（DVR）• 静止补偿（STATCOM）• 与可再生能源发电的配合1. 典型的储能方式1.1 电池储能(BESS)电能化学能电池种类单体标称电压/V研发机构铅酸2.0主要电池厂家镍镉1.0~1.3主要电池厂家镍氢1.0~1.3主要电池厂家锂离子3.7主要电池厂家钠硫2.08东京电力公司、NGK、上海电力公司全钒液流1.4VRB、V-FuelPty、住友电工、关西电力公司、中国电力科学研究院电力储能系统可利用的主要电池部分电池储能系统的性能比较电池种类 功率上限 比容量/(Wh/kg)比功率/(W/kg)循环寿命/次充放电效率/%自放电/(%/月)铅酸数十MW35~5075~300500~15000~802~5镍镉几十MW75150~30025000~705~20锂离子几十kW150~200200~3151000~100000~950~1钠硫十几MW150~24090~2305000~90—全钒液流 数百kW80~13050~140130000~80—铅酸电池的技术最成熟，价格也最低（12V系列目前国内约6.0元／Ah）。铅酸电池(Lead Acid Battery)工作原理：铅酸蓄电池的负极是海绵状的铅制成，正极是二氧化铅制成，海绵状的铅和二氧化铅均为活性物质，在比重为1.28的硫酸水溶液（电解液）中进行电化学反应。放电反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 充电反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4阀控铅酸蓄电池(VRLA, Valve Regulated Lead Acid Battery)阀控铅酸蓄电池与汽车等用的普通铅酸蓄电池相比有二个主要特点：一是密封；二是干态。密封是指基本无酸雾排出。一般情况下阀控铅酸蓄电池在运行（充放电）过程中是“零排放”，只有在充电后期蓄电池内的气体压力超过安全阀的开放压力时才有少量的氢和氧混合气体排放，此时用过滤材料滤去带出的少量酸雾。干态是指阀控铅酸蓄电池没有自由流动的电解液，可以任何方向放置，不怕颠簸、碰撞，即使外壳破裂也不会有酸漏出。磷酸铁锂电池(LiFePO4)2002年出现，由于它的性能特别适于作动力方面的应用，也称磷酸铁锂动力电池。LiFePO4电池的结构与工作原理：左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。LiFePO...