储能技术在电力领域中的应用分为发电侧、输配侧、用户侧三个方向。随着电力市场的不断开展以及储能技术在应用模式上的不断创新,三个方向界限也逐渐模糊。针对发电侧应用领域,概括起来,电化学储能系统的应用主要包括三个方向,分别为大规模新能源并网、电力辅助服务以及微电网。以下是这三个方面的详解:
1、大规模新能源并网:近年来,我国电力产业逐步向低碳方向发展,新能源发电得到了迅速的发展,风电、光伏发电率不断攀升。但是,由于新能源的波动性对电网的安全稳定产生了不可忽视的影响。部分地区都对新能源的并网指标提出了严格要求,达不到要求就面临考核,影响经济效益。因此摸索储能与新能源发电有效、共赢的结合模式是当前的研究热点。大规模的储能还可实现弃风、弃光回收功能,在限电情况下,一定程度挽回业主损失的电量。因此,储能技术在大规模新能源并网的应用,可以在保证新能源穿透率的情况下,提高电网系统运行的稳定性,并提高入网电能质量。相比于其他领域,储能在新能源并网应用中需要满足一些特殊要求:储能系统需满足配置灵活、安装方便、使用寿命长等特点,以减少建设周期,并尽可能做到减少维护或免维护;另外新能源电站环保要求较高,储能电池、装置在选择时应尽量具备绿色无污染等特点。目前,该应用领域的主要技术手段主要有磷酸铁锂电池、铅炭电池等。
2、电力辅助服务:随着新能源发电在电网中比重的增加,为了平抑波动性很大的风电或光伏电源,电网中必须配置相应的备用电源容量。为了提高电能安全和电能质量,保证电力市场稳定,也要求储能等快速响应电源参与到电力辅助服务市场中来。辅助服务种类主要包括调峰调频、无功补偿等,目前较为成熟的应用包括抽水蓄能电站调峰与锂电池火电联合调频。近期国家电网在江苏、河南、湖南等地陆续规划了多个百兆瓦级储能项目,有效支撑了电网稳定运行,发电侧辅助服务市场趋于饱和。
3、微电网:微电网主要包括分布式能源、交直流负荷、储能、变配电以及控制系统等。可充分利用本地发电资源实现自发自用,并可余量上网。储能在微电网中的作用主要包括两点:(1)提高微电网稳定性和电能质量:储能系统可以提供快速功率缓冲,吸收/补充电能,提供有功、无功功率支撑,稳定电压波动。储能设备作为能量存储和调节的关键部分,通过能量管理系统(EMS),将分布式电源与储能系统、主电网协同控制,稳定输出。有助于提高系统的可靠性和效率。(2)峰谷电价套利:利用储能系统进行峰谷差套利是指在电价低谷时充电并存储,在峰值时为用户供电的盈利模式。目前铅炭电池、磷酸铁锂电池、钒液流电池等均有这方面的应用案例。
综上所述,在电力市场改革的不断深入,将推动储能技术快速发展以适应不断增加的应用需求;储能技术的进步也将会带动电力行业形态发生变化,在发电侧应用发挥更大的实用化价值,产生可观的经济效益。