先进储能技术及其在电力系统中的应用_615601612

十大领域产业技术创新链、20条工业新兴优势

附件1 十大领域产业技术创新链、20条工业新兴优势产业链等优先征集领域一、十大领域产业技术创新链 1、高端装备制造技术 ——高端工程机械装备、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、先进矿山及冶金装备、智能制造装备、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶。 2、新材料技术 ——先进储能材料、先进复合材料、金属新材料、硬质合金材料、化工新材料、超硬材料、特种无机非金属材料、纳米材料、增材制造材料。 3、新一代信息技术 ——集成电路、大数据云计算、物联网、北斗导航、移动互联网、智能硬件及配套。 4、新能源与智能电网技术 ——风电产业、光伏产业、生物质能、智能电网。 5、现代农业（现代种业）技术； ——粮食油料、畜禽水产、蔬菜果茶、现代林业、农产品加工、农机装备、绿色农资、农产品质量安全、“互联网+农业”。

6、人口健康技术 ——现代中药、精准医疗、化学药、生物制品、制药装备、医疗器械、健康服务产业。 7、资源利用与环保技术 ——矿产资源利用、“城市矿产”开发利用、环保装备制造与服务业、生态环境监测与污染治理。 8、文化创意技术 ——数字媒体、虚拟现实、数字出版、文化旅游、创意设计。 9、公共安全与应急技术 ——灾害事故应急救援、消防安全装备、烟花爆竹安全、公共与社会安全保障产品。 10、现代服务业技术。生产性服务业、科技服务业。二、20条工业新兴优势产业链 1、先进轨道交通装备（含磁浮）产业链； 2、工程机械产业链； 3、新型轻合金产业链； 4、化工新材料产业链； 5、碳基材料产业链； 6、显示功能材料产业链； 7、先进陶瓷材料产业链； 8、先进硬质材料产业链；

储能在电网发展中的作用

储能在电网发展中的作用 ——Jon Wellinghoff 先生的演讲题目 1.目前世界上有很多种储能技术，可以提供多种服务。这些技术包括超级电容(Supercapacitors)、超导磁储能(SMES)、铅酸电池(Lead-Acid)、锂电池(Li-Ion)、钠硫电池(NaS)、液流电池(Redox Flow)、飞轮储能(Flywheels)、压缩空气储能(CAES)、抽水蓄能(Pumped Hydro)等。这些不同技术可以提供多样化供电功率(从kW级到GW级)和供电时长(从秒级到小时级)，可以在UPS 系统(不间断电源系统)、削峰填谷电网输配系统及大容量电力管理系统等三个层面加以应用。在提供大容量能源服务方面，储能技术可以大幅度提升电网供电能力并使电力运营商通过峰谷电价差获利。另外，储能技术还可以为输电基础设施、配电基础设施、用户能源管理等方面提供诸多辅助服务功能，如：给风光系统补充旋转备用能力、黑启动、配合监管等。 2. 储能技术在电力系统各环节都可以发挥作用。一是在发电端与传统发电技术配合，提升清洁能源的并网率。在发电端，大容量储能系统可以作为发电厂的辅助服务设施，对太阳能、风电等不稳定电源起到稳压、稳流作用。二是在输配环节，储能技术可以用在变电站上起到削峰填谷的作用。这一环节的应用在美国正变得日益重要。储能技术可以作为配电网中变电站的技术升级，推迟电网的更新换代，降低成本。三是在消费环节，在“电表前”和“电表后”，都有储能技术的应用。 3. 在联邦层面，监管政策做出了及时的调整来支持储能设施的应用。在服务计量方面，不光要计算总共接收到的电量，还要根据反应速度、调频准确度来计算报酬。这一规定主要考虑到储能技术的需求响应速度比常规发电技术要快很多这一特点。能源监管委员会的第719号法规要求独立电力系统运营商(ISO)和区域输电组织(RTO)接受来自需求侧所提供的辅助服务，这使商业和工业用户利用储能设施作为需求侧响应手段成为可能。能源监管委员会的第745号法规则要求电力公司和零售商支付大客户利用储能来替代电网调峰的费用。 4. 在州层面，美国也对储能设施的利用有一定的监管政策激励。加州电网系统运行商(CAISO)制定了采购灵活电源的政策，鼓励装配和使用具有储能功能的灵活电源，以保证大量清洁能源的并网和有效使用(加州通过立法要求清洁能源的装机在2030年必须达到50% 。)。加州公用事业委员会( CPUC)制定了储能法规(AB2514)，要求加州境内的三家公共电力公司(PG&E，SCE，SGD&E)必须在2020年前采购至少1.325GW的储能设备。这项法规还设立了评估储能服务、成本效益的框架规则，并且制定了可能的电网储能指标。这个法规直接帮助加州上马了一大批储能项目，很多新的储能技术在这些项目中得到了体现。CPUC制定的“自发电奖励激励计划规定”给予储能$2,000/kW补贴，这项补贴每年递减10%。

储能技术的三类价值体现

储能技术的三类价值体现在过去相当长一段时间，储能在电网的应用技术主要是抽水蓄能，应用领域主要是移峰填谷、调频及辅助服务等。近年来，随着新能源发电技术的发展，风电、太阳能光伏发电等波动性电源接入电网的规模不断扩大，以及分布式电源在配网应用规模的扩大，储能及其在电网的应用领域和应用技术都发生了很大变化。储能技术类型不断增多，应用范围也在扩大，本文就从储能技术的类型与应用范围谈起。储能技术即能量存储和再利用的技术，按其基本原理分类，可分为物理储能、化学储能以及一些前沿储能技术，其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等，化学储能有铅炭电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池、超级电容器等，液态金属电池、铝空气电池、锌空气电池等属于比较前沿的技术。不同的储能技术其特征和应用范围也有所区别。单从储能技术评价指标来看，就包括功率规模、持续时间、能量密度、功率密度、循环效率、寿命、自放电率、能量成本、功率成本、技术成熟度、环境影响等。可以说，没有一种单一储能技术可以适应所有的储能需求，应按需选择合适的储能技术或技术组合。 1、储能技术简介 1.1抽水蓄能电站抽水蓄能使用两个不同水位的水库。谷负荷时，将下位水库中的水抽入上位水库;峰负荷时，利用反向水流发电。抽水储能电站的最大特点是储存能量大，可按任意容量建造，储存能量的释放时间可以从几小时到几天，其效率在70%——85%。 1.2压缩空气储能压缩空气储能系统主要由两部分组成：一是充气压缩循环，二是排气膨胀循环。在夜间负荷低谷时段，电动机—发电机组作为电动机工作，驱动压缩机将空气压入空气储存库;白天负荷高峰时段，电动机—发电机组作为发电机工作，储存的压缩空气先经过回热器预热，再与燃料在燃烧室里混合燃烧后，进入膨胀系统中(如驱动燃气轮机)发电。 1.3飞轮储能系统飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电。近年来，一些新技术和新材料的应用，使飞轮储能技术取得了突破性进展，例如：磁悬浮技术、真空技术、高性能永磁技术和高温超导技术

中南大学选修课选课篇

中南大学选修课小贴士新生到了第九周，自然要面对选修课的选择。根据历年的经验，选修课的高分率一直是大家密切关注的话题，下面的一些具体分析希望对大家有帮助。经济管理类 1-01 现代管理基础石英老师的课比较麻烦，交手写论文，老师还是挺不错的，她的课上能有挺大的收获。 1-02 传统文化与管理智慧课比较水，老师讲诸子百家，最后考试百度一篇相关文章交上去就过了老师讲得很好而且从不点名只是画勾签到，不下课提前很早就放学。上过的同学说考试架势很足，分2个教室考，三个老师监考，不过考的内容文科生很好答，与传统文化相关，都是上课讲的东西，比如“中庸”是什么之类的，分数不定. 1-03 西方经济学概论考试就是解释一些名词概念，挺简单的，带一本经济学的书或者偷着用手机就搞定了。但是上课要查人、写作业、签到。内容相当丰富（12周），微观宏观都有，偶尔点名，就是钟美瑞老师口音过重，很难听懂，非本地人建议不选。成绩89 1-04 宏观经济学据说考题十年没变过了。 1-05 微观经济学老师上课有激情，考试交论文。

1-06 证券投资理论与实务交论文，其他的不清楚了。 1-07 基础经济学上课满满四节课，每次点名。考试的内容，我当时的老师在考试前一节课有提及。最后是一个很客观的分数。 1-08 技术经济学每次课都要交作业，会点名，期末考试都是平时讲过的内容，考试时要检查学生卡，分两教室排座位。不建议选，点名，交作业，最后考试，分数普遍不高 1-09 金融学老师很认真,考试很严。老师好认真，每次都点名。不过最后考试很水，都要带电脑过去的。题目都是上课ppt里有的 1-10 市场营销至少要来上三节课：第一节课观察行情，倒数第二节课听取考试要求，最后一节课考试。老师讲的很好。有课堂作业，分给得高。 1-11 经贸谈判【缺】 1-12 创业学平时不点名，不用考试的，老师讲课不怎么样。 1-13 人力资源管理

储能技术及其在现代电力系统中的应用

储能技术及其在现代电力系统中的应用内容摘要从电力系统安全高效运行的角度论述了电能存储技术的重要性，介绍了目前常用的几种储能技术的发展现状，指出了该领域当前的热点研究问题。现代电力系统中的新问题安全、优质、经济是对电力系统的基本要求。近年来，随着全球经济发展对电力需求的增长和电力企业市场化改革的推行，电力系统的运行和需求正在发生巨大的变化，一些新的矛盾日显突出，主要的问题有：①系统装机容量难以满足峰值负荷的需求。②现有电网在输电能力方面落后于用户的需求。③复杂大电网受到扰动后的安全稳定性问题日益突出。④用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高。⑤电力企业市场化促使用户则需要能量管理技术的支持。⑥必须考虑环境保护和政府政策因素对电力系统发展的影响。 2000年到2001年初，美国加州供电系统由于用电需求的增长超过电网的供电能力，出现了电力价格大范围波动以及多次停电事故；我国自2002年以来，已连续四年出现多个省市拉闸限电的状况；在世界上的其他国家和地区，也不同程度地出现了电力供应短缺的现象。系统供电能力，尤其是在输电能力和调峰发电方面的发展已经落后于用电需求的增长，估计这种状况还会在一段时间内长期存在，对电力系统的安全运行将带来潜在的威胁。加强电网建设（新建输电线路和常规发电厂），努力提高电网输送功率的能力，可以保证在满足系统安全稳定运行的前提下向用户可靠地输送电能。但是，由于经济、环境、技术以及政策等方面因素的制约，电网发展难以快速跟上用户负荷需求增长的步伐，同时电网在其规模化发展过程中不可避免地会在一段时间甚至长期存在结构上的不合理问题；另一方面，随着电力企业的重组，为了获取最大利益，企业通常首先选择的是尽可能提高设备利用率，而不是投资建设新的输电线路和发电厂。因此，单靠上述常规手段难以在短时间内有效地扭转电力供需不平衡的状况。长期以来，世界各国电力系统一直遵循着一种大电网、大机组的发展方向，按照集中输配电模式运行。在这种运行模式下，输电网相当于一个电能集中容器，系统中所有发电厂向该容器注入电能，用户通过配电网络从该容器中取用电能。对于这种集中式输配电模式，由于互联大系统中的电力负荷与区域交换功率的连续增长，远距离大容量输送电能不可避免，这在很大程度上增加了电力系统运行的复杂程度，降低了系统运行的安全性。目前，电力系统还缺乏高效的有功功率调节方法和设备，当前采用的主要方法是发电机容量备用（包括旋转备用和冷备用），这使得有功功率调控点很难完全按系统稳定和经济运行的要求布置。某些情况下，即使系统有充足的备用容量，如果电网发生故障导致输电能力下降，而备用机组又远离负荷中心，备用容量的电力就难以及时输送到负荷中心，无法保证系统的稳定性。因此，在传统电力系统中，当系统中出现故障或者大扰动时，同步发电机并不总是能够足够快地响应该扰动以保持系统功率平衡和稳定，这时只能依靠切负荷或者切除发电机来维持系统的稳定。但是，在大电网互联的模式下，局部的扰动可能会造成对整个电网稳定运行的极大冲击，严重时会发生系统连锁性故障甚至系统崩溃。美国和加拿大2003年8月14日发生的大停电事故就是一个惨痛的教训。如果具有有效的有功和无功控制手段，快速地平衡掉系统中由于事故产生的不平衡功率，就有可能减小甚至消除系统受到扰动时对电网的冲击。在现代电力系统中，用户对于电能质量和供电可靠性的要求越来越高。冲击过电压、电压凹陷、电压闪变与波动以及谐波电压畸变都不同程度地威胁着用户设备特别是敏感性负荷的正常运行。电力市场化的推行也促使电力供应商和用户一起共同寻求新的能量管理技术支

超导磁储能系统(SMES)及其在电力系统中的应用

高温超导磁储能系统及在电力系统中的应用一、超导磁储能基本原理 1、什么是超导磁储能系统？超导储能系统（Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES）是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施，一般由超导线圈、低温容器、制冷装臵、变流装臵和测控系统部件组成。超导储能系统可用于调节电力系统峰谷（例如在电网运行处于其低谷时把多余的电能储存起来，而在电网运行处于高峰时，将储存的电能送回电网），也可用于降低甚至消除电网的低频功率振荡从而改善电网的电压和频率特性，同时还可用于无功和功率因素的调节以改善电力系统的稳定性。超导储能系统具有一系列其它储能技术无法比拟的优越性：（1）超导储能系统可长期无损耗地储存能量，其转换效率超过90%；（2）超导储能系统可通过采用电力电子器件的变流技术实现与电网的连接，响应速度快（毫秒级）；（3）由于其储能量与功率调制系统的容量可独立地在大范围内选取，因此可将超导储能系统建成所需的大功率和大能量系统；（4）超导储能系统除了真空和制冷系统外没有转动部分，使用寿命长；（5）超导储能系统在建造时不受地点限制，维护简单、污染小。目前，超导储能系统的研究开发已经成为国际上在超导电力技术研究开发方面的一个竞相研究的热点，一些主要发达国家（例如美国、日本、德国等）在超导储能系统的研究开发方面投入了大量的人力和物力，推动着超导储能系统的实用化进程和产业化步伐。 2、储能工作原理 SMES在电力系统中的应用首先是由Ferrier在1969年提出的。最初的设想是将超导储能用于调节电力系统的日负荷曲线。但随着研究的深入，人们逐渐认识到调节现代大型电力系统的日负荷曲线需要庞大的线圈，在技术和经济上存在着困难。现在，SMES在电力系统应用中的研究重点主要着眼于利用SMES四象限的有功、无功功率快速响应能力，提高电力系统稳定性、改善供电品质等。超导磁能储存的概念最开始来自于充放电时间很短的脉冲能量储存，大规模能量储存开始于电器元件，其原理就是电能可以储存在线圈的磁场中。如果线圈是由超导材料制成，即保持在临界温度以下，即使发生变化，电流也不会发生衰减。线圈卸载荷，可以将电流释放回电路中去。电流I循环储存在线圈中的能量E为

我国电力系统对大规模储能的需求分析

我国电力系统对大规模储能的需求分析摘要：电化学储能作为一种调节速度快、布置灵活、建设周期短的调节资源日益受到人们的关注和重视。推动 GW 级电化学储能建设应用，构建更加灵活高效的电力系统，是保障“十四五”以及未来新能源健康发展和电力系统稳定运行的必然要求。本文所研究的大规模储能指的是技术上的电化学储能，所提及的储能电站指的工程上的电化学储能电站。关键词：电力系统；大规模储能；需求分析常见储能技术（1）物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等，其中最成熟的也是最普及的是抽水储能，其主要的应用场景是在电力系统中参与削峰填谷、调频调相等。抽水储能的时间长短各异，从几个小时一直到几天，其能量转换效率为 70%~85% 之间。但抽水储能电站也有其不利因素，其建设受到地形的限制因素较多，建设周期也因地形地貌而异，一般周期都较长。当用电的区域与抽水蓄能电站相距较远时，其效率也得不到保证，过程中的消耗较大。压缩空气储能早在 1978 年就实现了应用，但由于受地形、地质条件制约，没有大规模推广。飞轮储能是将电能转化成机械能，以能量转换的方式将能量储存起来，在需要时飞轮运转使发电机发电产生电能。飞轮储能的有点是寿命较长且无污染，但是其可发出的能量密度较低，可以考虑作为蓄电池方式的补充方案进行建设。（2）化学储能的方式是现有的几种储能方式中最多的。在化学储能范围内其技术水平和应用的条件也各有不同。首先，蓄电池储能是最成熟，最被广泛大众所应用的技术，根据其化学组成部分的不同可分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等。铅酸电池的技术在现阶段已经成熟，可以作为大容量大规模储能系统，其单位成本和储能成本都很低，安全性可靠性也十分优秀，已经与小型的风力、光伏发电系统和中小型的分布式发电系统中得到了应用，但是铅酸电池有一个致命弱点就是铅是重金属，会对环境造成污染，不符合当下绿色能源、清洁能源的发展趋势，所以其不具备未来的发展空间，仅能在现阶段小范围使用。锂离子、钠硫、镍氢电池等这些蓄电池存在着其制造成本过高的问题，作为大规模的储能电站还不成熟，产品的性能目前尚无法满足储能的要求，其经济性也无法实现商业化运营。最后超级电容是 1970 年来开始产生的储能器件，其原理是使用特殊的电极材料和电解质，这种超级电容是普通的 20-1000 倍，其优点是容量巨大，而且还保留了传统的电容器的释放能量快的特点，目前已经不断应用于高山气象站、边防哨所等电源供应场合。我国电力系统对大规模储能的需求分析特高压电网过渡期面临的问题随着大容量直流、高比例新能源的发展，我国电源、电网格局都发生了重大变化。以低惯量、弱支撑为特征的新能源机组在电网中的比例不断增加，跨区输送的大容量直流替代了受端电网的部分常规电源，导致电网中传统的同步发电机组占比逐渐降低，同步电网的惯量支撑和一次调频能力不断下降，频率的支撑和调节能力难以应对大容量直流闭锁造成的功率不平衡量冲击，造成频率跌落深度增大，频率恢复困难，系统安全稳定受到威胁。在跨大区交直流混联电网中，跨区直流的闭锁还可能引发大区间交流联络线上的大规模潮流转移，造成跨区同步互联电网之间的失稳和解列事故。2015 年 9 月 19 日锦苏特高压直流发生双极闭锁，引起华东电网瞬时损失功率 490 万千瓦 ( 设计容量 720 万千瓦 )，当日负荷水平 1.5 亿千瓦，网内开机容量

先进储能材料发展趋势研究

先进储能材料发展趋势研究当前，全球能源应用进入到了关键环节，如何借助先进的技术实现能源节约，保障材料储能，是能源资源开发利用的重点任务。储能材料是储能技术下产生的节能型材料。基于此，在文章中对先进储能材料的国际、国内发展趋势进行分析，研究我国储能材料发展进程所面临的问题，并且从他国储能技术发展经验中寻得启示。标签：储能材料；发展趋势；研究前言储能材料的应用是当前以及未来能源发展的重点，在新能源、智能电网、电动汽车三大新型产业中都应用了储能材料。目前，我国的储能技术发展相对落后，但是很多国家都将大规模储能技术定位为支撑新能源发展的战略性技术。在此背景下，国际上先进国家的储能技术发展迅速。同时，伴随着新能源发展迅速，对于储能技术的应用，以及储能产业的壮大具有较为现实的需求。 1 储能材料产业发展趋势 1.1 国际发展趋势在国际储能产业发展中，将电池作为储能载体。当前，市场上已经有的电池类型较多，如，铅酸电池、锂电子电池、钠硫电池等。然而从商业角度上分析，储能电池尚未实现商业化发展。在欧洲很多国家中，都开始认识到了发展储能产业的重要性，在商业法规法案中将储能技术的研发放在核心位置，并且实现了政府部门的经济政策支持。在关于欧盟所定制的能源技术战略规划中，明确指出：对各种储能技术以及未来储能前景成本、成熟度进行评定。确立新能源存储解决方案，借用评估使用储能技术示范项目。在欧洲很多国家中为了提升储能系统收益，实行财政补贴支持和峰谷电价电机制度。此外，如西班牙等国家采用政策干预，强行应用储能技术，促进国家新能源产业稳定发展[1]。 1.2 国内发展趋势储能技术以及储能产业在国外的盛行，推动了我国新能源产业的研发与发展。但是由于我国研究储能技术起步时间比较晚，与国际上很多先进国家相比，在储能技术与储能材料开发上还存在着一定的差距。而出现这样的问题，一方面与储能技术的复杂性有关系，在我国缺乏先进的储能技术应用人才。另一方面，从储能材料的成本投入上分析，储能材料成本较高。从广义上分析，我国储能市场上还未建立起相关产业链。从国家政策层面进行分析，对于储能方面的投入存在着巨大的不足。从短期的发展角度上分析下，储能材料自身尚未有完美的答案。如从电网的调度和储能方面进行分析，存在着较为严重的产能和储能问题[2]。

电池储能系统在电力系统中的应用

电池储能系统在电力系统中的应用孔令怡1，廖丽莹1，张海武2，赵家万3 (1.广西大学电气工程学院，南宁530004；2.德清县供电局，德清313200；3.遵义供电局，遵义市563000) 摘要：电池储能系统(BESS)是一种新兴的FACTS器件。具有控制有功功率流的能力，能够同时对接入点的有功功率和无功功率进行调节，为高压输电系统提供快速的响应容量，有效提高了电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。介绍了电池储能系统的基本原理、特点和国外的应用情况，并对它在电力系统中的不同应用进行了综述。 1引言迄今为止，由于电力系统缺乏有效地大量储存电能的手段，发电、输电、配电与用电必须同时完成，这就要求系统始终处于动态的平衡状态中，瞬间的不平衡就可能导致安全稳定问题。大功率逆变器的出现为储能电源和各种可再生能源与交流电网之间提供了一个理想的接口。从长远的角度看，由各种类型的电源和逆变器组成的储能系统可以直接连接在配电网中用户负荷附近，构成分布式电力系统，通过其快速响应特性，迅速吸收用户负荷的变化，从根本上解决电力系统的控制问题。可用在电力系统中的储能电源种类繁多，比较常见的有超导储能(SMES)、电池储能(BESS)、飞轮储能、超级电容器储能、抽水储能、压缩空气储能等。在各种类型的储能电源当中，电池储能系统是一种比较适合电力系统使用的储能电源，具有技术相对成熟、容量大、安全可靠、无污染、噪声低、环境适应性强、便于安装等优点。 2电池储能系统的基本原理电池储能系统主要有电池组和变流器两部分组成，其变流器主要是基于电压源型变流器，其基本结构如图1所示。

电池组部分一般采用技术比较成熟的钠硫电池或铅酸电池，其中钠硫电池在能量密度、使用寿命、运行效率上有较明显优势，所以钠硫电池的应用更广泛。钠硫电池与铅酸电池特性参数比较如表1所示。变流器的实质是大容量的电压逆变器，它是连接储能电池和接入电网之间的接口电路，实现了电池直流能量和交流电网之间的双向能量传递。电池储能系统的电路原理图如图2所示。图2中电池储能系统等效为一个理想的电压源，其电压的幅值为U1，电压相角为H；串联的R、L代表总的功率损耗、线路损耗等；电池储能系统注入电力系统的电流的幅值为I L，电流相角为U；电力系统的接入点的电压幅值为U S，电压相角为D。在电池储能系统中，电压幅值U1和电压相角H都是可以控制的，当我们需要向系统注入有功功率时，便可以控制H>D，这时电池储能系统的电压相角超前于系统接入点的电压相角，所以有功功率由电池储能系统流入系统；反之亦然。当我们需要向系统注入无功功率时，便可以控制U1>U S，这时电池储能系统的电压幅值高于系统接入点的电压幅值，所以无功功率由电池储能系统流入系统；反之亦然。可见，适当的调整换流器来控制电池储能系统的电压幅值U1和相角H，便可以实现电池储能系统与接入的电力系统之间的有功功率和无功功率的交换。 3电池储能系统在电力系统中应用的目的电池储能系统在电力系统中有着极为广泛的应用，因为它本身可以快速的对接入点的有功功率和无功功率进行调节，所以可以用来提高系统的运行稳定性、提高供电的质量，当其容量足够大时，甚至可以发挥电力调峰的作用。

先进介电储能材料

先进介电储能材料通过陈国华老师的先进介电储能材料讲座使我知道了铁电材料的特殊电学性能意味着它广阔的应用前景，其电子元件有着集成度高、能耗小、响应速度快等众多优点。储能用铁电介质材料是铁电材料中重要的一类，可以用作脉冲功率技术设备主体部分的高功率脉冲电源，为脉冲功率装置的负载提供电磁能量。脉冲功率技术的能量储存方式，主要有机械能储能、电容器储能、电化学储能三种。相对于其它储能器件，电容器储能因为具有储能密度高、能量释放速度快、可靠性高、安全性高、价格低廉以及较易实现轻量化和小型化等优点，因此成为现在高功率脉冲电源中应用最广的储能器件之一。目前正在研发的储能用铁电介质材料主要有以下几种：基陶瓷。以BaTiO3陶瓷为代表的铁电体具有较高的介电常数，是制造铁电陶瓷电容器的基础材料，也是目前国内外应用最广泛的电子陶瓷材料之一。在介电层厚度确定的情况下，材料的介电常数越高，电容器的比电容越大，越易于实现器件的小型化。基陶瓷。SrTiO3基陶瓷具有高介电常数，低介电损耗和稳定的温度、频率和电压特性，是用于制备大容量陶瓷晶界层电容器的理想材料，具有吸收高达1000～3000 A/cm2这样的电涌的能力，所以该材料兼有大容量电容器和压敏电阻器的功能。在SrTiO3-m ( Bi2O3·nTiO2)系陶瓷基础上加入BaTiO3等烧制而成的新型材料，具有介电常数大，介质损耗小，击穿场强高的特点。陶瓷。TiO2陶瓷具有高达350 kV/cm的耐击穿强度和较高介电常数(～110)，从而具有可观的储能密度，并支持几百次的充放电。问题： 1.先进的储能材料有哪些？

2.电容器储能与电池储能的优缺点各是什么？ 3.反铁电材料的储能原理是什么？韦振明 2015年7月4日星期六

分布式储能在电力系统中的应用及现状分析

分布式储能在电力系统中的应用及现状分析摘要近年来，随着储能技术经济性的不断提升，储能在可再生能源发电、智能电网、能源互联网建设中的作用日益凸显，我国也相继出台政策鼓励储能技术的建设与应用。根据接入方式及应用场景的不同，储能系统的应用主要包含集中式与分布式两种形式。集中式应用的储能系统一般在同一并网点集中接入，目前，在大规模可再生能源发电并网、电网辅助服务等方面主要采用此形式，具有功率大（数兆瓦到百兆瓦级）、持续放电时间长（分钟级至小时级）等特点。分布式应用的储能系统接入位置灵活，目前多在中低压电力系统、分布式发电及微电网、用户侧应用。分布式储能的功率、容量的规模相对较小。关键词分布式储能；电力系统；应用及现状前言储能技术是解决可再生能源间歇性和不稳定性、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要，是发展“安全、高效、低碳”的能源技术、占领能源技术制高点的“战略必争领域”，储能在分布式可再生能源应用与智能微网领域具有重大的战略需求、重要的研究价值和巨大的发展潜力[1]。 1 分布式储能类别及其特点分布式储能的方式多种多样，各种储能方式都有其适宜的应用领域。储能形式主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能这三大类。机械储能包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能；电磁储能包括超导储能、电容储能、超级电容器储能等；电化学储能包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等。另外，根据充放电的外部特性，分布式储能又可以分为功率型和能量型两种，前者功率密度大，适合提供快速的功率响应，例如超级电容、超导储能等；后者能量密度大，适合提供长时间的能量支撑，例如压缩空气储能、铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等。目前，各种分布式储能技术的发展水平不同，成本也有明显差异，在能量密度、功率密度、循环寿命、效率及环保性等方面都有各自的特点。铅酸电池凭借其技术成熟、价格低廉等优势在电力系统中得到了广泛的应用，但是由于其功率密度小，充电时间长，循环寿命短，對环境也有一定的影响，尽管成本低廉，也不能成为今后电池发展的方向。相比之下，锂电池、钠硫电池等能量、功率密度大，使用寿命长，目前已经获得了不错的发展，虽然价格相对高昂，但随着技术的不断进步，不久将得以广泛应用。对于功率型储能，超级电容储能相比其他储能技术更为成熟，成本也相对低廉，应用更为广泛。 2 分布式储能在电力系统的应用及现状分析 2.1 削峰填谷

详解智能电网中的6种储能技术

详解智能电网中的6种储能技术储能技术在包括电力系统在内的多个领域中具有广泛的用途，近年来世界范围内的电力工业重组给各种各样的储能技术带来了新的发展机遇，采用这些技术可以更好地实现电力系统的能量管理，尤其是在可再生能源和分布式发电领域，这种作用尤为明显，在传统的发电和输配电网络中，这些新技术同样可以得到应用。以下简要介绍各种储能技术的基本原理及其发展现状。 1 抽水储能抽水蓄能电站在应用时必须配备上、下游两个水库。在负荷低谷时段，抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存。在负荷高峰时，抽水储能设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。一些高坝水电站具有储水容量，可以将其用作抽水蓄能电站进行电力调度。利用矿井或者其他洞穴实现地下抽水储能在技术上也是可行的，海洋有时也可以当作下游水库用，1999年日本建成了第一座利用海水的抽水蓄能电站。抽水储能最早于19世纪90年代在意大利和瑞士得到应用，1933年出现了可逆机组(包括泵水轮机和电动与发电机)，现在出现了转速可调机组以提高能量的效率。抽水蓄能电站可以按照任意容量建造，储存能量的释放时间可以从几小时到几天，其效率在70%至85%之间。抽水储能是在电力系统中得到最为广泛应用的一种储能技术，其主要应用领域包括能量管理、频率控制以及提供系统的备用容量。目前，全世界共有超过90GW的抽水储能机组投入运行，约占全球总装机容量的3%。限制抽水蓄能电站更广泛应用的一个重要制约因素是建设工期长，工程投资较大。 2 先进蓄电池储能据估计，全球每年对蓄电池的市场需求大约为150亿美元，在工业用蓄电池方面，如：用于UPS、电能质量调节、备用电池等，其市场总量可达50亿美元。在美国、欧洲以及亚洲，

储能技术在电网中的应用发展

近几十年来，储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。储能技术在电力系统中的应用，主要集中在可再生能源发电移峰、分布式能源及微电网、电力辅助服务、电力质量调频、电动汽车充换电等方面，是解决新能源电力储存的关键技术。电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态进行存储，按照具体的技术类型可分为物理储能、电化学储能、电磁储能和相变储能等。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能;电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能等。物理储能是当前并网型储能的主导技术抽水蓄能是当前最主要的电力储能技术。抽水储能电站配备上、下游两个水库，负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，负荷高峰时抽水储能设备处于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。目前，世界范围内抽水蓄能电站主要集中分布在美国、日本和西欧等国家和地区，并网总装机容量超过7000 万千瓦，约占全球发电装机容量的1.2%。而美国、日本和西欧等经济发达国家抽水蓄能机组容量占到了世界抽水蓄能电站总装机容量的70%以上。近年来，世界大型抽水蓄能电站的应用案例主要有日本神流川电站(装机282 万千瓦)，美国落基山电站(装机76 万千瓦)，德国金谷电站(装机106 万千瓦)。压缩空气储能也是一种物理储能形式。储能时，压缩机将空气压缩并存于储气室中，储存室一般由钢瓶、岩洞、废弃矿洞充当。释能时，高压空气从储气室释放，做功发电。目前全球压缩空气储能装机约40 万千瓦。压缩空气储能技术研究始于20世纪40 年代，70 年代后，德、美等国相继投运压缩空气储能系统，将几十至一百多个大气压的空气储存于矿洞或地下洞穴，释能时采用天然气补燃的方式通过燃气轮机发电，效率为42%~54%。压缩空气储能技术术比较成熟，但大规模的应用需要洞穴储气，选址有一定困难，2000 年后全球无新增商业化运营的案例。电化学储能发展快速锂离子电池储能是应用最广泛的并网型电化学储能。近几年来，大规模锂离子储能技术也已进入示范应用阶段，特别是动力型锂离子电池已在电动工具、电动自行车、混合电动车等领域进入商业化应用。此外，美国、中国等国近年还在开展大功率锂电池在储能电站中的应用研究和实践。目前，世界上运行的最大锂离子储能系统是A123 公司投资建设的装机容量为 2 兆瓦的储能电站。截至2014 年年底，全球并网型锂离子储能装机容量约为29.3 万千瓦，其中美国锂离子电池装机规模最大，达11 万千瓦。液流氧化还原电池，简称液流蓄电站或液流电池，被视为新兴、高效，并具有广阔发展前景的大规模电力储能电池。经过30 多年相关技术和材料的研究与发展，液流氧化还原电池商业示范项目最多的国家是日本，主要应用在可再生能源发电、电网调峰、平衡负载和小型备用电站中，功率从20 千万至6 兆瓦，能量效率超过70%。截至2014 年年底，我国液流电池装机容量超过1 万千瓦。

先进介电储能材料精选文档

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先进介电储能材料通过陈国华老师的先进介电储能材料讲座使我知道了铁电材料的特殊电学性能意味着它广阔的应用前景，其电子元件有着集成度高、能耗小、响应速度快等众多优点。储能用铁电介质材料是铁电材料中重要的一类，可以用作脉冲功率技术设备主体部分的高功率脉冲电源，为脉冲功率装置的负载提供电磁能量。脉冲功率技术的能量储存方式，主要有机械能储能、电容器储能、电化学储能三种。相对于其它储能器件，电容器储能因为具有储能密度高、能量释放速度快、可靠性高、安全性高、价格低廉以及较易实现轻量化和小型化等优点，因此成为现在高功率脉冲电源中应用最广的储能器件之一。目前正在研发的储能用铁电介质材料主要有以下几种：基陶瓷。以BaTiO3陶瓷为代表的铁电体具有较高的介电常数，是制造铁电陶瓷电容器的基础材料，也是目前国内外应用最广泛的电子陶瓷材料之一。在介电层厚度确定的情况下，材料的介电常数越高，电容器的比电容越大，越易于实现器件的小型化。基陶瓷。SrTiO3基陶瓷具有高介电常数，低介电损耗和稳定的温度、频率和电压特性，是用于制备大容量陶瓷晶界层电容器的理想材料，具有吸收高达1000～3000 A/cm2这样的电涌的能力，所以该材料兼有大容量电容器和压敏电阻器的功能。在SrTiO3-m ( Bi2O3·nTiO2)系陶瓷基础上加入 BaTiO3等烧制而成的新型材料，具有介电常数大，介质

损耗小，击穿场强高的特点。陶瓷。TiO2陶瓷具有高达350 kV/cm 的耐击穿强度和较高介电常数(～110)，从而具有可观的储能密度，并支持几百次的充放电。问题： 1.先进的储能材料有哪些？ 2.电容器储能与电池储能的优缺点各是什么？ 3.反铁电材料的储能原理是什么？韦振明（11） 2015年7月4日星期六

储能技术在电力系统中的应用现状与前景李姚江

储能技术在电力系统中的应用现状与前景李姚江发表时间：2019-05-07T10:59:08.173Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：李姚江 [导读] 在电力系统中发挥出调峰、电压补偿、频率调节、电能质量管理等重要作用，确保了系统安全、稳定、可靠的运行。江苏金易电力工程设计有限公司南京分公司江苏南京 210016 摘要：在电力系统中储能技术发挥着越来越重要的作用，而当前储能技术的应用状态以及未来的发展前景也是电力行业关注的热点话题。尤其是如今新能源发电得到了广泛的关注与支持，储能技术的作用也更加凸显出来，应用范围也在不断扩大，在不同的系统和环节中，应用的方式也不同，要想将储能技术的价值的作用发挥到最大，就要了解储能技术的应用现状，并结合电力行业发展的实际情况研究其发展前景。关键词：储能技术；电力系统；应用随着新能源(风能、太阳能、燃料电池等)的日益普及, 以及电网调峰、提高电网可靠性和改善电能质量的迫切需求, 电力储能系统的重要性日益凸显。近年来随着国家节能减排政策的实施，储能已经逐渐成为电力生产的第六环节。电力系统引入储能环节后，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备，降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。 1常用的储能技术 1.1抽水蓄能抽水蓄能在应用时配备上、下游两个水库。在负荷低谷时段，抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存。在负荷高峰时，抽水储能设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。 1.2飞轮储能飞轮储能(Flywheel Energy Storage)是将能量以动能的形式储存在高速旋转的飞轮中，其原理是由电能驱动飞轮到高速旋转，电能转变为飞轮动能而储存，当需要电能时，飞轮减速，电动机作发电机运行，将飞轮动能转换成电能，飞轮的加速和减速实现了充电和放电。 1.3 压缩空气储能压缩空气储能系统主要由两部分组成。一是充气压缩循环，二是排气膨胀循环。压缩时，电动机/发电机作为电动机工作，利用夜间低谷负荷时多余的电力驱动压缩机，将高压空气压入地下储气洞里；白天峰荷时，电动机/发电机作为发电机工作，储存的压缩空气先经过回热器预热，再使燃料在燃烧室里燃烧后，进入膨胀系统中做工发电。 1.4电池储能（1）钠硫电池钠硫电池(NAS)是一种新型的蓄电池，它采用的是熔融液态电极和固体电解质，其中，负极的活性物质是熔融金属钠，正极活性物质是硫和多硫化钠熔盐，而固体电解质兼隔膜的是一种专门传导钠离子的Al2O3陶瓷材料。钠硫电池的储能密度高达140kWh/m3，系统效率可达80%，单电池的寿命已能达15 年，充放电循环寿命也可达6000 次。（2）钒液流电池钒液流电池（Vanadium Redox-Flow Battery）简称VRB。可将化学能和电能相互转换的储能系。化学能存储于不同阶态的钒离子中，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和和传导电流。 1.5 超导磁储能线圈放在接近零下273℃的低温环境，它的电阻会降到接近0的水平，成为超导体。如果线圈由超导线绕成并维持在超导态，则线圈中所储存的能量可以几乎是无损耗地永久储存下去直到需要时。闭合超导线圈一旦加入电流这个电流会在线圈电路内循环流动，由于电阻极小所以没有损耗。在电源撤去后此电流不会消失，可以长时间流动。如果将此电流逆变成交流送入电网，就是超导磁储能。 2储能技术在现代电力系统中的应用 2.1削峰填谷削峰填谷作用的发挥，成功地改善了电力系统的日负荷率，大幅度提升了发电设备的使用效率，促使电力系统的运行效率显著提升。在电力的生产过程当中，无论是发电、输电、还是变、配电，都需要在极短的时间内完成，所以，就需要实现发电、供电以及用电的平衡一致。而电力的需求的稳定性较差，昼夜之间、四季之间都是存在重大差异的，而要想完全满足不同时段的需求，在储能技术没有合理应用的时期，是很难做到的。储能技术的广泛应用，有效地利用了大量的可再生能源以及分布式资源，电力系统只需要根据市场的平均需求，进行发电，在使用低谷时，将电能储存起来，以备高峰时段转换电能，满足用户需求。这样既可以提供充足的电力，满足人们日益增长的电力需求，还能够有效地降低成本，提高企业的经营效益。从而更好地实现电力系统的安全性、稳定性以及可靠性。 2.2供给应急能源，确保系统的可靠性，提升供电质量当出现突发事件，例如：大面积暴雪以及暴雨等。导致电网发生崩溃时，为了保证医院、通信以及消防等重要场所的电力稳定，供电企业会利用储能设备充当临时电源为其供电，并为电网的修复工作争取更多的时间。同时，在电力电子交流技术的应用下，可以实现高质量的有功功率调节以及无功控制，从而将系统中因各种因素影响而导致的功率不平衡问题有效解决，用户的用电质量明显提升。 2.3分布式的储能系统选择关于储能的分布式应用，可以有多种技术选择。就目前的储能技术发展水平看，单一的储能技术很难同时满足能量密度、功率密度、储能效率、使用寿命、环境特性以及成本等性能指标，如果将两种或以上互补性强的储能技术相结合，组成复合储能，则可以取得良好的技术经济性能。在电力系统应用中，要实现系统的稳定控制，电能质量改善和削峰填谷等多时间尺度上的功率控制，可以将超导储能、飞轮储能或超级电容器等功率密度高、储能效率高以及循环寿命长的储能技术与铅酸电池、液流电池或钠硫电池等能量密度高但受制于电化学反应过程的储能技术相结合，以最大程度地发挥各种储能技术的优势，降低全寿命周期费用，提高系统经济性。在电力系统短时间出现电力不足时，备用电源应立即启动，超级电容器和飞轮储能技术响应快速，能大电流放电，可以作为短时间供

电力储能技术

电力储能技术摘要：一方面，随着我国经济的高速发展，用电量的需求逐年增长；另一方面，环境和资源的压力使得新能源的大量并网已成大势所趋，由此带来的电网安全稳定性问题和电能质量问题也越来越受到重视。电力储能技术为解决这些问题提供了一条解决之道，围绕电力储能技术的相关研究和应用不断涌现，目前已经出现了一系列比较成熟可实际应用的或者尚在研究阶段的储能方法。本文介绍了一些常见的电力储能方法。关键词：电力储能，特性，现状，应用； 0 引言近年来，随着国民经济的迅猛发展，我国的电力需求也迅速增加，带动了电力行业的急剧扩张，电网装机容量实现了飞跃式增长。与此同时，一系列的问题也不断出现。受自然环境和人类生产生活习惯的影响，我国的电力负荷需求存在着巨大的峰谷差。往往在一年中的某几个月或者一天中的某几个小时，电力负荷需求急剧增大，给电网和发电厂带来巨大的运行压力。而在其他时间，用电量较少，机组运行在低负荷状态，不能发挥出高效的性能，使电力设备利用率和运行经济性受到较大影响。如何进行大规模的电能削峰填谷，实现负荷平稳运行，成为我国电力行业需要面对的挑战之一。目前全世界都面临环境问题和资源压力，我国也不例外。一方面严重的环境污染和巨大的碳排放量已经对社会发展造成了巨大的困扰，另一方面煤炭石油等能源缺口也限制了我国经济的发展。有鉴于此，开发清洁可再生能源迫在眉睫，表现在电力行业，就是风能、光伏发电在近年来得到了蓬勃发展。然而这些能源随自然条件的变化而变化，呈现间歇的特性，不能提供稳定的电力供应。因此存在大量的“弃风”、“弃光”现象，造成了资源的浪费。电动汽车是新型负荷，也是新型家电，具有较好的调控性，可以纳入需求侧管理、电网调度，并与新能源发电配合，而且在保护环境和节约资源等方面具有传统汽车难以企及的优势。然而如何快速有效充电、如何保证电池的续航能力成为限制电动汽车发展的重要因素。以上种种都表明电力行业目前存在巨大的机遇和挑战。而电力储能技术是解决上述问题的关键技术之一。目前电力储能技术的研究和发展越来越受到各国能源、交通、国防等部门的重视，电力储能的大规模应用将对现代化的电能生产、输送、分配和利用产生深刻的影响和重要的作用，已成为电力生产利用中的关键环节。经过长时间的研究和探索，目前已经有一些储能方法投入了实际运行，例如抽水蓄能和压缩空气储能，还有一些储能方法具有较好的应用前景，但距离大规模实际应用尚有一段距离，例如飞轮储能、超导储能等。 1 储能技术分类按照不同的分类方法，储能技术可以分为以下几类： 1）按照储能原理分类可以分为三类：物理储能，如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等；化学储能，主要是电池储能，如铅蓄电池、钒流体电池、钠硫电池和锂电池等；电磁储能，如超级电容储能和超导储能等。 2）按照储能时间划分可以分为三类：短时储能，通常放电时间为秒级到分钟级；中期储能，通常放电时间为数分钟到数小时；长期储能，通常放电时间为数小时至数天。 3）按照功能划分，可以分为可分为能量型储能（Energy-usage energy storage，EES）和功率型储能（Power-usage energy storage，PES）两种。能量型储能特点是比能量高，主要用