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储能技术在电力需求侧管理领域有什么样的应用



  随着我国可再生能源的迅速发展,电网峰谷差加大等能源瓶颈问题将更加突出,为电网调峰及经济运行带来困难,影响到电网运行的可靠性及经济性。从实现电力工业的可持续发展和社会系统资源利用最优出发,必须高度重视电力需求侧管理的研究和开发,加大电力需求侧管理的运用和发展。

  电力需求侧管理(DemandSideManagement,DSM)指在政府法规和政策支持下,采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,通过电网企业、能源服务企业、电力用户等共同协力,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电力消耗和电力需求,为达到节约资源和保护环境,实现社会效益最优、各方受益、成本最低的能源服务所进行的管理活动。

  电力需求侧管理是以市场需求为导向,以优化能源消费结构为重点,运用电力需求侧管理技术提高电能在终端能源消费中的比重。随着以厂网分开、建立区域电力市场为特征的电力工业市场化改革的深入以及电力供应紧张形势趋缓、负荷率将越来越低、峰谷差越来越大,同时提高用户用电效益和电网经营企业自身的经济效益,成为迫切需要研究和解决的问题。

  目前DSM已成为国际上先进的能源管理活动和发达国家可持续发展战略的重要手段,在法国、德国、韩国、美国、加拿大等30个国家和地区取得了成功实施,并越来越受到关注。国际能源署(IEA)2004年报告显示,发达国家自石油危机以来,通过实施DSM等多种措施,使单位GDP能耗降低了约50%。我国也于90年代初开始研究并实施DSM项目。目前已积累了一定的经验。

  近年来,国内供电公司开展了一系列有关加强电力需求侧管理的活动,取得了一定的经济效益和社会效益。建立与之相适应的管理机制作深入探讨。目前电力需求侧管理在国内电力公司中的主要应用方面有:

  移峰填谷。通过对工商业用户实行分时计量电量,实行尖峰、峰谷平分时电价措施引导工商业用户调整生产运行方式,转移高峰时刻的用电负荷,降低高峰用电需求,提高电网供电设备的负荷率和利用率,缓和高峰时刻的供用电矛盾。

  无功补偿。对配变变压器就地无功补偿和变电站集中无功补偿相结合的方式,降低了电网无功损耗。

  电力负荷管理系统。通过远程控制技术实现对5000KW以上的大用电用户进行24小时的动态监控,在供电紧张时,根据电网负荷的情况,有序的控制用户的用电负荷。

  落实有序用电方案动态管理。在电力紧缺的情况下,需要对供电用户实行拉闸限电时,通过现有的技术手段,制定落实有序用电方案,结合负荷的动态变化,实行方案动态管理。

  如果在电力系统中引入储能设备,可以有效地实现需求侧管理,减小负荷峰谷差,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。储能技术的应用将在传统的配电系统设计、规划、调度、控制等方面带来变革。

  储能设备直接接入配网,可在用电低谷时作为负荷存储电能量,在用电高峰时作为电源释放电能,在一定程度上减弱峰谷差,变相削减峰值负荷,对电网而言相当于改善了负荷特性,实现电力系统的负荷水平控制,和负荷转移等。给电网带来的直接好处包括:减少系统备用容量的需求,减少系统中的调峰调频机组的需求;减轻高峰负荷时输电网的潮流,有助于减少系统输电网络的损耗,减少输电网的设备投资,提高输配电设备的利用率;减少火电机组参与调峰,提高发电效率,从而获取经济效益。

  (1)当转移峰荷比在零到最优点区间时,储能电站经济效益呈正的持续累积;在最优点到临界点区间时,由于峰谷倒置,储能电站经济效益为负,但由于惯性,经济效益总体上仍有缓慢增长;大于临界点后,经济效益将大幅度下降。

  (2)峰谷差价在0.8元/(kW˙h)及以上时,兆瓦级储能电站可实现较好经济效益。

  与其他储能技术相比,全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠、生命周期性价比高及生命周期环境友好等突出的优势,已经成为规模储能的首选技术之一。全钒液流电池储能系统在常温常压下运行时,电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出,再通过热交换排至系统之外;而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液,系统运行安全性高。有业内分析人士表示,全钒液流电池技术未来在储能行业具备无可估量的发展潜力,甚至有可能将改变未来的能源互联网格局。

  储能产业是大连市委、市政府重点发展的优势特色产业之一,大连市先后发布《大连市人民政府关于促进储能产业发展的实施意见》等多项政策和措施,大力扶持储能产业的发展。预期到2020年,大连市储能产业创新中心主体初步形成,储能技术日趋完善;示范应用取得明显效果,运营成本大幅降低;产业化基地基本建成,产业优势进一步加强。

  大连市具有良好的产业基础和技术优势,并已经形成了一系列具有竞争优势的企业和产业链。大连融科储能公司在国内外全钒液流电池储能技术开发和产业化方面处于领军地位,拥有完整自主知识产权,主导国内外标准的制定。大连融科储能公司目前已成功实施了近30项应用示范工程,其中包括2012年实施的当时全球最大规模的5MW/10MWh辽宁卧牛石风电场全钒液流储能系统,在国内外率先实现了该技术的产业化。当前正在实施的、由大连市政府支持的200MW/800MWh全钒液流电池储能项目,也已被国家能源局确定为国家储能示范项目。

  同样作为储能行业产业链上的优势企业,大连博融新材料股份有限公司也成功走在了整个行业的前沿,该公司率先在国内外实现了大规模工业化生产全钒液流电池用电解质,生产规模和技术实力遥遥领先。该公司高性能电解质已经大量出口到欧、美、亚等国家和地区,供应了市场上绝大多数的电池用户,产品已经通过了不同储能应用终端的电池系统验证,并在国内外众多的全钒液流电池储能示范项目中取得了良好的运行效果。

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