【正文】 感謝師兄們對(duì)我的論文的幫助，把他們的經(jīng)驗(yàn)交給我。也正因?yàn)槿绱?，目前世界各?guó)，特別是發(fā)達(dá)的國(guó)家，都在積極開(kāi)展這方面的研究，并將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)的實(shí)際。另外，將儲(chǔ)能技術(shù)用于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，電能存儲(chǔ)和釋放的速度將對(duì)控制性能起決定作用。目前， 15 千瓦超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已基本建成， 兆瓦示范系統(tǒng)開(kāi)始建設(shè)。哪怕多花幾年的時(shí)間，也一定要掌握核心技術(shù)，不能總是落后。美國(guó)就是由于天然的鹽湖特別多，而且分布均勻，因此壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展最好。 基于燃?xì)廨啓C(jī)的特性導(dǎo)致壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在我國(guó)難以推廣，主要有三大制約因素。 目前國(guó)際上已有兩座長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，分別位于德國(guó)和美國(guó)。有報(bào)道稱(chēng)，這是目前唯一一項(xiàng)可應(yīng)用的收集低品味熱能發(fā)電的儲(chǔ)能方式。 實(shí)際上，為了輸出西北豐富的風(fēng)能資源，我國(guó)一直迫切需要配備大規(guī)模的儲(chǔ)能 裝置。 全世界只有兩臺(tái)運(yùn)行 的壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，一臺(tái)在美國(guó)，一臺(tái)在德國(guó)，共440 兆瓦，還有兩個(gè)工程正在美國(guó)建設(shè)。而 Sustain X 的恒溫壓縮空氣專(zhuān)利技術(shù)大大降低了這種熱損失。現(xiàn)代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的解決方法是用地面儲(chǔ)氣罐取代溶洞。此次的新專(zhuān)利是將熱量來(lái)源擴(kuò)展到其他渠道，如常規(guī)發(fā)電站等。 18 T1TT0T32 = 41 = 5S 圖 CAES 的氣體 TS 圖 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用前景 6 月 29 日，美國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)公司 Sustain X 在其網(wǎng)站上發(fā)布消息，對(duì)外宣布又獲得兩項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)，將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒，導(dǎo)入燃?xì)廨啓C(jī)做功發(fā)電，滿足系統(tǒng)調(diào)峰需要。 壓縮空氣儲(chǔ)能（ Compressed Air Energy Storage, CAES） 壓縮空氣儲(chǔ)能不是像電池儲(chǔ)能那樣的簡(jiǎn)單儲(chǔ)能系統(tǒng)，它是一種調(diào)峰用燃?xì)饧鞍l(fā)電廠，對(duì)于同樣的電力輸出，它所消耗的燃?xì)庖瘸Ｒ?guī)燃?xì)廨啓C(jī)少 40%。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 38所示 [32]。其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、免維護(hù)、綠色環(huán)保?？刂葡到y(tǒng)的任務(wù)是由系統(tǒng)提取信息，根據(jù)系統(tǒng)需要控制 SMES 的功率輸出。當(dāng)風(fēng)速一定時(shí)， SMES處于限制狀態(tài)，風(fēng)電場(chǎng)輸入的機(jī)械功率與輸出的電功率相等，處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。 將超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（ Superconducting Magic Energy Storage， SMES）用于風(fēng)電系統(tǒng)，配以恰當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)，從而改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出穩(wěn)定問(wèn)題和與電網(wǎng)并網(wǎng)優(yōu)化配合的問(wèn)題，是一種理想的提高風(fēng)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和解決系統(tǒng)穩(wěn)定性的手段 [28]。功率變換／調(diào)節(jié)系統(tǒng) 將 SMES 單元與交流電力系統(tǒng)相連接，并且可以根據(jù)電力系統(tǒng)的需要對(duì)儲(chǔ)能線圈進(jìn)行充放電 [27]。 PSS 必須通過(guò)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置才能使用，其使用地點(diǎn)有時(shí)會(huì)受到限制，而且， PSS 的參數(shù)整定與需要補(bǔ)償?shù)南辔挥嘘P(guān)，而這常常是因系統(tǒng)而異的，這些缺點(diǎn)也會(huì)在一定程度上限制它的靈活使用。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，這樣的大型聯(lián)合電力系統(tǒng)很容易發(fā)生弱阻尼低頻機(jī)電振蕩穩(wěn)定問(wèn)題，其振蕩頻率分布在 — 之間，如果在系統(tǒng)振蕩上沒(méi)有合適的阻尼，振蕩可能持續(xù)幾分鐘并發(fā)展直到系統(tǒng)解列。軸承采用永磁吸力和油浮軸承組成準(zhǔn)磁浮混合軸承系統(tǒng)，飛輪重量的 90%被永磁鐵 的吸力卸載，從而減小了油浮軸承的摩擦力 [24]?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展為解決飛輪電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)問(wèn)題以及能量的轉(zhuǎn)換和傳遞問(wèn)題創(chuàng)造了條件。電池正負(fù)電極之間以離子交換膜分隔成彼此相互獨(dú)立的兩室，通常情況下 VRB 正極活性電對(duì)為 VO2+/VO2+，負(fù)極為 V2+/V3+,電極上所發(fā)生的電池總反應(yīng)如下： VO2++H2O+V3+錯(cuò)誤 !未找到引用源。 NaS 電池具有較高的儲(chǔ)能效率（約 89%），同時(shí)還具有輸出脈沖功率的能力，輸出的脈沖可在 30s 內(nèi)達(dá)到連續(xù)額定功率值的六倍，這一特性使 NaS 電池可以同時(shí)用于電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和負(fù)荷的削峰填谷調(diào)節(jié)兩種目的，從而提高整體設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性 [16]。在美國(guó)、歐洲以及亞洲，正在組建生產(chǎn)電力系統(tǒng)儲(chǔ)能用的高性能蓄電池企業(yè)。國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃 2020 年公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)抽水儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到 2692 萬(wàn)千瓦。水泵變?yōu)樗啓C(jī)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)也就成為發(fā)電機(jī) [12]。大多在已有水庫(kù)的地方尋找山頭建設(shè)上池，以原有水庫(kù)作為下池。在負(fù)荷高峰時(shí)，抽水儲(chǔ)能設(shè)備工作與發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，利用儲(chǔ)存在上游水庫(kù)中的水發(fā)電。目前，全世界共有超過(guò) 90GW 的抽水儲(chǔ)能機(jī)組投入運(yùn)行，約占全球總裝機(jī)容量的 3%。 能量存儲(chǔ)系統(tǒng) —— 分布式儲(chǔ)能系統(tǒng) 分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可以有以下三種方式可以幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶可靠供電：（ 1）在關(guān)鍵時(shí)刻輔助供電或者傳輸電能；（ 2）將對(duì)供電負(fù)荷需求從峰值時(shí)刻轉(zhuǎn)移到負(fù)荷低谷時(shí)刻；（ 3）在強(qiáng)制停電或者供電中斷的情況下向用戶提供電能。顯然，容量越大，制造和控制越困難。抽水儲(chǔ)能電站在夜晚或者周末等電網(wǎng)負(fù)荷較小的時(shí)間段，將下游水庫(kù)的水抽到上游水庫(kù)，在電網(wǎng)負(fù)荷峰值時(shí)段，利用上游水庫(kù)中的水發(fā)電，補(bǔ)充峰值負(fù)荷的需求。但是 ，在大電網(wǎng)互聯(lián)的模式下，局部的擾動(dòng)可能會(huì)造成對(duì)整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的極大沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生系統(tǒng)連鎖性故障甚至崩潰。電網(wǎng)企業(yè)既不需要為 “拉閘限電 ”對(duì)用戶進(jìn)行賠償，也不需要為電廠發(fā)不出電承擔(dān)經(jīng)濟(jì)連帶責(zé)任，缺乏真正市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)力。截至目前，廠網(wǎng)分開(kāi)已完成，主輔分離也在今年實(shí)現(xiàn)實(shí)行突破。沖擊過(guò)電壓、電壓凹陷、電壓閃變與波動(dòng)以及諧波電壓畸變都不同程度地威脅著用電設(shè)備特別是敏感性負(fù)荷的正常運(yùn)行。 關(guān)鍵詞： 儲(chǔ)能技術(shù)，電力系統(tǒng)，安全，高效，穩(wěn)定性 III Abstract Energy storage technology is a possible future development and operation of power systems brought about revolutionary changes in technology, you must take a longterm perspective from the point of view of the entire power system, clear energy storage technology development, prehensive analysis of energy storage technology for the entire power system and prehensive benefit and value to the munity. At present, all kinds of technology is in a stage of rapid development, should be taken to encourage pluralistic development of route, speed up all kinds of technical application of small scale pilot and demonstration, by practice, filtering out the promising technologies, in the power system should now be focused on speeding up the pilot application of new energy power generation and customer side. And targeted policies and regulations is essential to development of energy storage technologies, should actively study on energyrelated regulations, clearly define the responsibilities, introduced, including peakValley electricity price subsidies, investment incentives. This article describes the development of various energy technologies at home and abroad, and from the angle of the safe and efficient operation of power systems discusses the importance of energy storage technology. Article on pumpedstorage, battery storage, flywheel energy storage, superconducting magic energy storage, pressed air energy storage, super capacitor energy storage principle and realization method of energy storage technologies, such as made a presentation and its application in electric power system, and can be implemented as described. Keywords: Energy storage, Power system, Safety, High, Efficiency, Stability 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................II Abstract ....................................................................................................................... III 1 緒論 課題背景 .................................................................................................................... 1 課題研究的目的及意義 ............................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 ...................................................................................................... 1 2 基于儲(chǔ)能技術(shù)的解決方案 能量存儲(chǔ)技術(shù)的歷史及發(fā)展前景 .................................................................................. 4 能量存儲(chǔ)系統(tǒng) ——分布式儲(chǔ)能系統(tǒng) ............................................................................... 5 3 儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 抽水儲(chǔ)能（ Pumped Hydro Storage） .............................................................................. 6 采用不同化學(xué)物質(zhì)的先進(jìn)蓄電池儲(chǔ)能（ Battery Storage） ............................................... 8 飛輪儲(chǔ)能（ Flywheels Storage） .................................................................................... 9 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（ Superconductive Magic Energy Storage, SMES） .................................. 11 超級(jí)電容器儲(chǔ)能（ Super Capacitor Storage, SCS） ........................................................ 14 壓縮空氣儲(chǔ)能（ Compressed Air Energy Storage, CAES） ............................................. 16 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用前景 ................................................................................ 18 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)相比于其他儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì) ................................... 20 4 關(guān)于儲(chǔ)能的熱點(diǎn)研究問(wèn)題 .......