我國(guó)電池儲(chǔ)能電站研究與發(fā)展現(xiàn)狀

電池儲(chǔ)能電站發(fā)展扶持政策研究課題組

我國(guó)電池儲(chǔ)能電站研究重點(diǎn)在納硫電池、液流（全礬）電池及鋰電池?？傮w達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

1 鈉硫電池技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

經(jīng)綜合比較分析，鈉硫電池是目前能量密度最大、功率密度最大的電池儲(chǔ)能方式之一。其容量大、體積小，能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換效率高、壽命長(zhǎng)、不受地域限制等優(yōu)點(diǎn)，非常適合電力儲(chǔ)能使用。

上海市電力公司與中科院上海硅酸鹽研究所合作，開(kāi)展了鈉硫電池的技術(shù)研發(fā)、小批量制備和示范應(yīng)用等科研攻關(guān)工作，取得了鈉硫電池關(guān)鍵技術(shù)和示范應(yīng)用的突破，使我國(guó)成為繼日本之后世界上第二個(gè)掌握大容量鈉硫單體電池核心技術(shù)的國(guó)家。2007年8月雙方投資共建了“上海鈉硫電池研制基地”，2009年2月建成了鈉硫電池試驗(yàn)線，形成了一定規(guī)模的鈉硫儲(chǔ)能電池生產(chǎn)能力。2010年上海世博會(huì)期間，展示了100kW/800kWh鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的首次并網(wǎng)示范應(yīng)用。

2011年10月，上海市電力公司、上海電氣集團(tuán)、中科院上海硅酸鹽研究所簽訂合資合同，成立上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司。預(yù)期“十二五”期間完成批量生產(chǎn)線建設(shè)和儲(chǔ)能國(guó)家級(jí)研制平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)鈉硫電池的商業(yè)性推廣。

2 礬電池技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司提供的國(guó)家級(jí)新能源示范工程200kW/800kWh全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)接入可再生能源智能微網(wǎng)已經(jīng)成功并網(wǎng)運(yùn)行。整個(gè)微網(wǎng)由一臺(tái)2.5 MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)、500 kW光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、微網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和負(fù)荷組成。其中全釩液流儲(chǔ)能電池是微網(wǎng)系統(tǒng)中的核心電能儲(chǔ)存設(shè)備之一。

3 鋰電池技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

1）張北國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程是國(guó)家金太陽(yáng)工程重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目、國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)首批試點(diǎn)工程。作為目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合性示范工程，2009年年底，一期工程建設(shè)風(fēng)電9.85萬(wàn)kW、光伏發(fā)電4萬(wàn)kW和儲(chǔ)能2萬(wàn)kW，2011年12月25日投產(chǎn)。項(xiàng)目建成世界上規(guī)模最大的鋰電池儲(chǔ)能電站與集中控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)平滑出力、跟蹤計(jì)劃、削峰填谷、調(diào)頻等四大功能；初步建成了網(wǎng)源友好型風(fēng)電廠、光伏電站；世界上規(guī)模最大的鋰電池儲(chǔ)能電站已投運(yùn)，擬繼續(xù)安裝液流電池，鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

2）冀北圍場(chǎng)分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)項(xiàng)目和蒙東陳巴爾虎旗分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)項(xiàng)目于2010年啟動(dòng)，進(jìn)行農(nóng)村可再生能源分散接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究。2011年10月8日，冀北圍場(chǎng)分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)項(xiàng)目投入試運(yùn)行，建設(shè)的村莊模式微電網(wǎng)包括2臺(tái)60 kW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、50 kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)、80 kW/128 kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)、微電網(wǎng)運(yùn)行控制及能量管理系統(tǒng)、微電網(wǎng)保護(hù)及安穩(wěn)系統(tǒng)等10個(gè)子系統(tǒng)，建設(shè)單戶模式微電網(wǎng)兩個(gè)。蒙東陳巴爾虎旗分布式發(fā)電/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)村莊模式微電網(wǎng)一個(gè)，包括1臺(tái)30 kW及1臺(tái)20 kW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、110 kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)、42 kW/50 kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，以及微電網(wǎng)集中控制器、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、微電網(wǎng)運(yùn)行控制及能量管理平臺(tái)等系統(tǒng)。2012年7月6日，內(nèi)蒙古呼倫貝爾大草原深處的陳巴爾虎旗分布式電源/儲(chǔ)能及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)投入運(yùn)行。

3）福建安溪縣感德鎮(zhèn)于2012年5月示范建設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)接入配電網(wǎng)末端、功率最大的移動(dòng)式鋰電池儲(chǔ)能電站。它接入10 kV配變臺(tái)區(qū)0.4 kV出線側(cè)后，容量為250 kWh，可以以125 kW的最大功率持續(xù)放電2 h，用電低谷時(shí)通過(guò)配電網(wǎng)向電池組充電儲(chǔ)能，用電高峰期時(shí)借由電池組放電回饋電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行局部錯(cuò)峰調(diào)谷，均衡用電負(fù)荷。在制茶用電高峰期，這種儲(chǔ)能電站可以同時(shí)滿足10～15戶制茶客戶高峰時(shí)期的供電需求。

4）2012年上海市電力公司圍繞大型風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能接入應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究，以為今后國(guó)內(nèi)開(kāi)展大型風(fēng)儲(chǔ)電站的建設(shè)、規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)為目標(biāo)，結(jié)合國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“以電網(wǎng)低碳化為特征的智能電網(wǎng)綜合集成技術(shù)研究與示范”，在崇明東灘風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。

5）2012年7月4日，青海省委托上海電力設(shè)計(jì)院有限公司編制都蘭諾木洪風(fēng)光儲(chǔ)輸示范園區(qū)規(guī)劃，以利用豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能資源，為進(jìn)一步加大新能源開(kāi)發(fā)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)新能源與電網(wǎng)和諧發(fā)展，推進(jìn)諾木洪田格里風(fēng)光儲(chǔ)輸工程示范項(xiàng)目前期工作。

6）2012年，南方電網(wǎng)建設(shè)“兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目——深圳寶清電池儲(chǔ)能站示范工程10 MW電池儲(chǔ)能站，這是我國(guó)第一座兆瓦級(jí)的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能電站，目前已投運(yùn)了4 MW并網(wǎng)，能夠?qū)㈦姵囟?00～800 V的直流電壓轉(zhuǎn)化為380 V的交流電壓，再通過(guò)變壓器完成10 kV并網(wǎng)。充放電可以超過(guò)12 MWh，或以3 MW的最大輸出功率持續(xù)4個(gè)小時(shí)，主要用于配網(wǎng)側(cè)的削峰填谷，同時(shí)具備系統(tǒng)備用、獨(dú)立供電、無(wú)功補(bǔ)償?shù)容o助功能。該項(xiàng)目響應(yīng)快速,運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,具備削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)壓、系統(tǒng)備用等功能。

我國(guó)電池儲(chǔ)能研究和開(kāi)發(fā)方興未艾，正在促進(jìn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代化和新能源事業(yè)發(fā)展進(jìn)程，最終將使電力發(fā)展方式發(fā)生根本變化，一百多年來(lái)電力單純外延發(fā)展的歷史將增添內(nèi)涵提高的重要因素，電力將更清潔、更集約、更經(jīng)濟(jì)。