电池储能技术应用

电池储能技术应用

摘要：风、光等新能源分布式发电，受天气和气候的影响，出现间隙性和随机

性等使得发电不稳定的缺点正成为阻碍其深度发展的重要障碍，而储能技术的发

展和应用，打破了风电、光伏发电等的接入和消纳瓶颈问题。近年来，国内外许

多专家学者对用于储能系统的主要化学储能电池进行了深入研究并取得了丰硕的

成果。本文在对这些成果进行系统总结的基础上，简要评析电池储能技术作用于

电网系统的现状，重点介绍了不同种类电池的技术的特点，电池储能技术发展现状，展望未来电池储能技术在可再生能源领域的发展前景。

关键词：新能源；储能系统；电池储能；电网系统

0引言

由于全球化石能源的紧张，风能、太阳能等新能源分布式发电得到的大幅度

利用，但风、光等新能源的间隙性和随机性等使得发电的不稳定等缺点正成为阻

碍其深度发展的重要障碍，发电功率难以保证平稳[1]。而电力系统要求是供需一致，为了解决这一问题，在风力发电、太阳能光伏发电等新能源分布式发电系统

中都配有储能装置，起平抑波动、削峰填谷和能量调度的作用[2]。储能技术的发

展和应用，将有助于打破风电、光伏发电等接入和消纳的瓶颈问题，能够降低配

套输电线路容量需求，缓解电网调峰压力；帮助增加可再生能源的渗透率，促进

分布式(微电网)发电的发展；提升电网的稳定性和实现充分的调峰，减少高峰负

荷及对应的电网投资和电源投资；通过电电价设计，促进电力市场自由化[3]。

储能技术形式繁多，其中电池储能是所有储能类型中种类最多、技术更新和

发展速度最快的。从储能原理实现方式上看，电池储能与其他类型储能形式最大

优势在于实现方式的多样性，从而导致了不同电池之间的性能差别巨大；从性能

上看，相比其他储能类型，电池储能具有体积小、反应速度快、安装方便的共同

特点。电池储能技术在新能源分布式发电系统、未来智能电网中将得到大规模的

应用[4]。为了全面了解电池储能技术在新能源发电领域的研究进展，本文主要通

过查询中国知网系列数据库，收集了21世纪以来相关文献资料约20篇，并进行

了综述。

1电池储能技术

电池由微型片状堆叠而成，将化学能转换为电能，反正亦然。预期的电池电

压和电流等级是通过电池的串联或并联获得。电池的储能和容量都是额定的。绝

大多数电池的功率和容量，在电池设计时已经固定。其他重要的参数还包括:效率，寿命即循环的次数，运行温度，放电深度，自放电，以及能量密度等。

目前，电池技术的研发是国家重点发展方向，归纳学者们研究总结的电池中，铅酸电池历史最悠久，技术最成熟且应用广泛。锂离子、NaS和镍氢电池则代表

了高能量密度电池应用的最新技术。其中，锂离子在未来具有最大的开发和优化

潜力。除了尺寸小，重量低的特点，锂离子电池提供了最高的能量密度，存储效

率接近100%，是便携式设备理想的元器件。然而，锂离子技术主要的缺点是由

于需要特殊保护电路，提高了制造的复杂性，造成成本较高，以及过放电对其寿

命的不利影响。

尽管镍氢电池和铅酸可以提供优良的电源脉冲，其体积大，含有毒重金属，

并且自放电严重。NaS电池尽管与镍氢电池电池相似而且重量更轻，却需要300℃持续运行温度，以保证电解液的熔融状态。金属空气电池成本低，能量密度大，

对于初级电池应用中很理想，却很难再充电。