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世界上第一座储能站从诞生到现在已经一百多年了,1882年诞生于瑞士的苏黎世,为抽水储能,而我国的第一座抽水储能站诞生于1968年的岗南,装机容量11MW。离我们比较近的抽水储能站为深蓄,共有4台300MW机组,已投产发电。近年来发展迅猛的电化学储能站,储能单元采用的是磷酸铁锂电池等,和抽水储能站相比,充放电效率更高(接近100%,抽水储能站普遍为70%-85%),响应速度更快,更加经济。 除了以上两种方式的储能外,还有飞轮储能,压缩空气储能,相变储能等 ,有兴趣的可以去找找相关资料。
储能电站顾名思义,就是用来储存电能的,从本质上来说,就是给我们平时用的电能加上一个时间变量。传统上电能是即发即用,瞬时平衡的,没有时间因素,储能就是给电能加上了时间变量,达成我们想什么时候用就什么时候用的心愿。就好比我们做饭做多了,一次吃不完,又怕坏掉,怎么办,就把它放到冰箱里,想什么时候吃就什么时候吃,一个道理。有了这个时间变量,给电网带来很多好处,可以用来给电网调峰调频 ;可以作为电网的应急电源,实现黑启动;可以配合不稳定的新能源实现电能的平稳输出。对用户也有好处,用户可以建设储能站利用电价的峰谷价差来创造收益。
既然储能站有这么多好处,为什么不多建设一些?他还有许多技术难题需要解决,一、安全性,储能系统储存巨大的能量,在能量存储和释放过程中可以产生巨大的热量,因此储能系统的散热设计非常关键。二、 性能,性能包括功率、能量、效率、反应时间,灵活及多功能性等指标。根据储能系统在电网不同环节的应用,对功率的要求从几十千瓦到上百兆瓦不等,放电时间的要求从几秒,几分钟,几十分钟,几小时,甚至几天不等。一个重要的指标是反应时间越短越好,一般要在一秒以内达到系统要求。有些应用比如频率支持甚至要求低于0.1秒。这样的反应时间是传统的抽水蓄能和压缩空气系统不能提供的。功能上的灵活性能够增加储能系统的实用价值。三、耐久性,即系统寿命。传统能源和新能源发电厂的生命周期都在20年以上,与之匹配的储能系统也需要有相同的长寿命。一般需要电网储能系统寿命超过10年,并且可以承受超过4000次深度充放电的考验。四、经济性,不仅要关注电池的成本,还有变电系统、辅助系统等系统性成本;不仅是电池系统成本,还有安装和工程造价;不仅是资金成本,还有运营维护成本——因此要比较不同循环寿命周期下的度电成本。五、可靠性,电池系统不需要太多的维护和保养。
储能技术发展对电网来说意义重大。中国目前的储能站大部分为抽水蓄能,但是搞抽水蓄能要开山、要建坝,要架线,这一系列的工程非常大。如果电池的储能技术足够成熟,就可以替代抽水蓄能。所以发展用于电网的大规模电池储能技术是未来的方向。