本書(shū)針對(duì)儲(chǔ)能的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧(yīng)用技術(shù)路線和商業(yè)模式進(jìn)行了研究,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能的應(yīng)用現(xiàn)狀、裝機(jī)容量、各類(lèi)儲(chǔ)能的裝機(jī)占比及近年來(lái)儲(chǔ)能的增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)各類(lèi)型儲(chǔ)能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性進(jìn)行分析。同時(shí)分析了儲(chǔ)能規(guī);茝V亟需解決的關(guān)鍵技術(shù),包括制約儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)因素、成本價(jià)格及政策補(bǔ)貼因素等。介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的分布式光儲(chǔ)、電力服務(wù)、電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池梯次利用的商業(yè)模式,并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用的前景進(jìn)行展望,給出了西北電網(wǎng)中相應(yīng)儲(chǔ)能示范工程的部署建議。
本書(shū)針對(duì)儲(chǔ)能的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧(yīng)用技術(shù)路線和商業(yè)模式進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:①總結(jié)了國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能的應(yīng)用現(xiàn)狀、裝機(jī)容量、各類(lèi)儲(chǔ)能的裝機(jī)占比及近年來(lái)儲(chǔ)能的增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)各類(lèi)型儲(chǔ)能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性進(jìn)行了分析,并對(duì)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)和政策環(huán)境進(jìn)行了研究(相關(guān)數(shù)據(jù)截止時(shí)間為2017年底);②分析了儲(chǔ)能規(guī);茝V亟需解決的關(guān)鍵技術(shù),包括制約儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)因素、成本價(jià)格及政策補(bǔ)貼因素,對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)能類(lèi)型的成本進(jìn)行了對(duì)比分析,得出各類(lèi)儲(chǔ)能到2020年的大概成本;③研究了各類(lèi)儲(chǔ)能未來(lái)發(fā)展的路線圖,對(duì)2020年、2030年儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用情況進(jìn)行了展望,并總結(jié)了國(guó)內(nèi)外與儲(chǔ)能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn);④研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的分布式光儲(chǔ)、電力服務(wù)、電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池梯次利用的商業(yè)模式,給出了中國(guó)儲(chǔ)能規(guī)模化應(yīng)用的政策建議;⑤對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī)模化應(yīng)用的前景進(jìn)行了展望,并給出了西北電網(wǎng)中相應(yīng)儲(chǔ)能示范工程的部署建議。
前 言儲(chǔ)能即能量存儲(chǔ),是指通過(guò)一種介質(zhì)或者設(shè)備,把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來(lái),基于未來(lái)應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來(lái)的循環(huán)過(guò)程。根據(jù)國(guó)際能源署的研究,為滿足新能源消納需求,預(yù)測(cè)美國(guó)、歐洲、中國(guó)和印度到2050年將需要增加310 GW并網(wǎng)電力儲(chǔ)存能力。麥肯錫的研究則認(rèn)為到2025年儲(chǔ)能技術(shù)將具有顛覆性作用,并對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生顯著影響。世界許多國(guó)際組織和國(guó)家把發(fā)展儲(chǔ)能作為緩解能源供應(yīng)矛盾、應(yīng)對(duì)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(biāo)和相應(yīng)的激勵(lì)政策。近年來(lái),中國(guó)新能源建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段,但中國(guó)新能源資源富集區(qū)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)無(wú)法全部消納。為了應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電快速發(fā)展給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)的挑戰(zhàn),可以通過(guò)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供靈活可靠的調(diào)度資源,改善新能源發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性,提高電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
本書(shū)針對(duì)儲(chǔ)能的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、制約因素、規(guī);瘧(yīng)用技術(shù)路線和商業(yè)模式進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下:①總結(jié)了國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能的應(yīng)用現(xiàn)狀、裝機(jī)容量、各類(lèi)儲(chǔ)能的裝機(jī)占比及近年來(lái)儲(chǔ)能的增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)各類(lèi)型儲(chǔ)能的原理和研究現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性進(jìn)行了分析,并對(duì)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)和政策環(huán)境進(jìn)行了研究(相關(guān)數(shù)據(jù)截止時(shí)間為2017年底);②分析了儲(chǔ)能規(guī);茝V亟需解決的關(guān)鍵技術(shù),包括制約儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)因素、成本價(jià)格及政策補(bǔ)貼因素,對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)能類(lèi)型的成本進(jìn)行了對(duì)比分析,得出各類(lèi)儲(chǔ)能到2020年的大概成本;③研究了各類(lèi)儲(chǔ)能未來(lái)發(fā)展的路線圖,對(duì)2020年、2030年儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用情況進(jìn)行了展望,并總結(jié)了國(guó)內(nèi)外與儲(chǔ)能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn);④研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的分布式光儲(chǔ)、電力服務(wù)、電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力電池梯次利用的商業(yè)模式,給出了中國(guó)儲(chǔ)能規(guī);瘧(yīng)用的政策建議;⑤對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用的前景進(jìn)行了展望,并給出了西北電網(wǎng)中相應(yīng)儲(chǔ)能示范工程的部署建議。
本書(shū)共分為7章。
第1章調(diào)研了物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)冷(熱)和儲(chǔ)氫等各類(lèi)型儲(chǔ)能的技術(shù)參數(shù),對(duì)比分析了各類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)成熟度,結(jié)合儲(chǔ)能技術(shù)特性,研究了各類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)在大規(guī)模新能源發(fā)電、微電網(wǎng)、分布式光儲(chǔ)和調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)等領(lǐng)域的適用性。該部分內(nèi)容由劉超群、靳文濤、牛萌和呂洪章撰寫(xiě)整理。
第2章分別對(duì)規(guī);瘍(chǔ)能系統(tǒng)的多點(diǎn)布局、類(lèi)型選擇和容量?jī)?yōu)化配置技術(shù),核心裝備制造技術(shù),儲(chǔ)能站群的動(dòng)態(tài)功率與能量管理技術(shù),多運(yùn)行目標(biāo)下儲(chǔ)能系統(tǒng)廣域調(diào)度技術(shù)以及規(guī);瘍(chǔ)能工程化應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了歸納梳理。該部分內(nèi)容由李建林和徐少華撰寫(xiě)整理。
第3章研究了儲(chǔ)能參與可再生能源發(fā)電從本地應(yīng)用向系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用、從單一功能走向多元化以及從功能性示范到需求導(dǎo)向型應(yīng)用的發(fā)展路線,并根據(jù)當(dāng)前電力體制改革發(fā)展方向,提出了儲(chǔ)能應(yīng)用趨勢(shì)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展路線圖,同時(shí)基于儲(chǔ)能不同應(yīng)用領(lǐng)域及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù),研究了儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系。該部分內(nèi)容由胡娟、李海峰、龐博和呂洪章撰寫(xiě)整理。
第4章調(diào)研了國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能運(yùn)行模式和商業(yè)模式研究現(xiàn)狀,針對(duì)國(guó)內(nèi)外典型商業(yè)模式的差異化,提出了儲(chǔ)能規(guī);茝V的商業(yè)模式;研究了在電力體制改革趨勢(shì)下,能源供應(yīng)模式和商業(yè)運(yùn)行模式可能產(chǎn)生的變革;對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)化應(yīng)用的敏感性因素進(jìn)行了分析,提出了儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展對(duì)外界政策和市場(chǎng)環(huán)境的需求。該部分內(nèi)容由程偉、杜笑天和侯小賀撰寫(xiě)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(yīng)用現(xiàn)狀,提出了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)壓、降低棄風(fēng)棄光率的應(yīng)用模式。基于實(shí)際電網(wǎng)情況對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行仿真分析,并給出了具體的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置方案及投資效益。該部分內(nèi)容由楊水麗撰寫(xiě)整理。
第6章分別對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)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(jí)儲(chǔ)能電站協(xié)調(diào)西北特高壓通道能源輸送工程示范、廣域布局分布式儲(chǔ)能提升西北網(wǎng)源—網(wǎng)—荷協(xié)調(diào)響應(yīng)能力的工程示范、多布點(diǎn)大規(guī)模儲(chǔ)能統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制研究及提升西北電網(wǎng)輔助服務(wù)能力工程示范及儲(chǔ)能電站融合新能源發(fā)電的虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)及示范提出部署建議。該部分內(nèi)容由李章溢撰寫(xiě)整理。
第7章在上述研究分析的基礎(chǔ)上,對(duì)全書(shū)進(jìn)行了總結(jié),并給出了推進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策建議。
本書(shū)得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“10 MW級(jí)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)(2017YFB0903504)”、國(guó)家電網(wǎng)公司項(xiàng)目“分布式儲(chǔ)能裝置及用戶側(cè)優(yōu)化配置關(guān)鍵技術(shù)研究與示范(DG71—17—003)”、山西省科技廳項(xiàng)目“10 MW級(jí)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及工程示范(201603D112001)”和中國(guó)電科院創(chuàng)新基金“用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)聚合控制策略研究(DG83—18—005)”的資助,深表謝意。同時(shí),感謝國(guó)網(wǎng)新疆電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院宋新甫、國(guó)網(wǎng)青海省電力公司李絢絢以及甘肅省電力科學(xué)研究院王定美等相關(guān)同志的積極參與和配合。
編寫(xiě)本書(shū)的初衷是否果如所求,有待通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證。限于作者水平,書(shū)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(jí)高級(jí)工程師,中國(guó)電力科學(xué)研究院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所室主任。長(zhǎng)期從事規(guī);瘍(chǔ)能系統(tǒng)集成應(yīng)用,國(guó)家張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程、遼寧臥牛石示范工程、青海大型光儲(chǔ)示范工程、用戶側(cè)儲(chǔ)能多點(diǎn)示范工程等策劃工作,專(zhuān)職從事儲(chǔ)能示范工程方案咨詢、評(píng)價(jià)、測(cè)試相關(guān)工作。先后承擔(dān)儲(chǔ)能領(lǐng)域項(xiàng)目多項(xiàng),其中,國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《10MW級(jí)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)》1項(xiàng),國(guó)家863課題4項(xiàng),國(guó)家自然基金項(xiàng)目3項(xiàng),國(guó)家電網(wǎng)公司重大項(xiàng)目5項(xiàng),各級(jí)網(wǎng)省公司項(xiàng)目10余項(xiàng)。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外核心期刊發(fā)表文章150余篇,其中100余篇被EI檢索,授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利50余項(xiàng)。負(fù)責(zé)起草儲(chǔ)能領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10余項(xiàng),著有《大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)》《智能電網(wǎng)中的風(fēng)光儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)》等著作7部,譯著5部。先后獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、新疆維吾爾科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、天津市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、湖北科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)累計(jì)10次,各級(jí)省部級(jí)、社會(huì)力量獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)累計(jì)10余次。
目 錄前言第1章 儲(chǔ)能系統(tǒng)在區(qū)域電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用需求分析1
1.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀及近期動(dòng)向1
1.2 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析3
1.2.1 機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能4
1.2.2 電氣類(lèi)儲(chǔ)能6
1.2.3 電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能10
1.2.4 熱儲(chǔ)能19
1.2.5 氫儲(chǔ)能24
1.2.6 儲(chǔ)能成本分析25
1.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)在含大規(guī);茉椿仉娋W(wǎng)中的應(yīng)用需求分析27
1.3.1 儲(chǔ)能在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用27
1.3.2 儲(chǔ)能在輔助服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用28
1.3.3 儲(chǔ)能在輸配電領(lǐng)域的應(yīng)用29
1.3.4 儲(chǔ)能在用戶端的應(yīng)用30
1.3.5 儲(chǔ)能在分布式發(fā)電與微電網(wǎng)的應(yīng)用31
1.3.6 儲(chǔ)能在大規(guī)?稍偕茉床⒕W(wǎng)的應(yīng)用31
1.4 儲(chǔ)能市場(chǎng)和政策環(huán)境34
1.4.1 國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)與相關(guān)政策環(huán)境34
1.4.2 國(guó)外儲(chǔ)能相關(guān)政策38
1.4.3 價(jià)格機(jī)制與激勵(lì)政策40
第2章 儲(chǔ)能規(guī);茝V亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)42
2.1 規(guī);瘍(chǔ)能系統(tǒng)的核心裝備制造技術(shù)42
2.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)集成與工程化技術(shù)43
2.3 儲(chǔ)能站群的動(dòng)態(tài)功率與能量管理技術(shù)47
2.4 多運(yùn)行目標(biāo)下儲(chǔ)能系統(tǒng)廣域調(diào)度技術(shù)47
第3章 儲(chǔ)能規(guī);瘧(yīng)用技術(shù)路線與經(jīng)濟(jì)性分析50
3.1 儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展路線圖50
3.1.1 物理儲(chǔ)能50
3.1.2 化學(xué)儲(chǔ)能51
3.1.3 氫能及燃料電池52
3.1.4 儲(chǔ)熱技術(shù)53
3.2 儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系53
3.2.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀53
3.2.2 電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)框架體系59
第4章 商業(yè)模式與前景展望62
4.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能商業(yè)模式現(xiàn)狀與建議62
4.1.1 國(guó)際儲(chǔ)能商業(yè)模式62
4.1.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有儲(chǔ)能商業(yè)模式現(xiàn)狀75
4.2 儲(chǔ)能規(guī);瘧(yīng)用相關(guān)建議79
第5章 儲(chǔ)能技術(shù)在送端電網(wǎng)中的應(yīng)用分析85
5.1 儲(chǔ)能在新疆電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究85
5.1.1 新疆電網(wǎng)存在的問(wèn)題85
5.1.2 儲(chǔ)能技術(shù)在新疆電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用仿真分析86
5.1.3 投資及效益估算90
5.1.4 小結(jié)91
5.2 儲(chǔ)能在甘肅電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究91
5.2.1 甘肅電網(wǎng)存在的問(wèn)題91
5.2.2 儲(chǔ)能技術(shù)在甘肅電網(wǎng)中規(guī)模化應(yīng)用仿真分析92
5.2.3 投資及效益估算101
5.2.4 小結(jié)102
5.3 儲(chǔ)能在青海電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究103
5.3.1 青海電網(wǎng)存在的問(wèn)題103
5.3.2 儲(chǔ)能技術(shù)在青海電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用仿真分析104
5.3.3 投資及效益估算108
5.3.4 小結(jié)109
5.4 儲(chǔ)能技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用分析總結(jié)110
5.4.1 儲(chǔ)能在新疆電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究110
5.4.2 儲(chǔ)能在甘肅電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究111
5.4.3 儲(chǔ)能在青海電網(wǎng)中規(guī);瘧(yīng)用研究111
第6章 西北電網(wǎng)中建議部署的規(guī)模化儲(chǔ)能示范工程113
6.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)在西北地區(qū)應(yīng)用場(chǎng)景分析113
6.2 建議部署的示范工程113
6.2.1 大規(guī)模儲(chǔ)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(jí)儲(chǔ)能電站協(xié)調(diào)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(chǔ)能提升西北網(wǎng)源—網(wǎng)—荷協(xié)調(diào)響應(yīng)能力工程115
6.2.4 大規(guī)模儲(chǔ)能統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制提升西北電網(wǎng)輔助服務(wù)能力工程115
6.2.5 儲(chǔ)能電站融合新能源發(fā)電的虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)示范116
第7章 結(jié)論及建議117
7.1 結(jié)論117
7.2 建議118
參考文獻(xiàn)123