【正文】 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 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 ...................................................................................................... 1 2 基于儲能技術(shù)的解決方案 能量存儲技術(shù)的歷史及發(fā)展前景 .................................................................................. 4 能量存儲系統(tǒng) ——分布式儲能系統(tǒng) ............................................................................... 5 3 儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 抽水儲能（ Pumped Hydro Storage） .............................................................................. 6 采用不同化學物質(zhì)的先進蓄電池儲能（ Battery Storage） ............................................... 8 飛輪儲能（ Flywheels Storage） .................................................................................... 9 超導磁儲能（ Superconductive Magic Energy Storage, SMES） .................................. 11 超級電容器儲能（ Super Capacitor Storage, SCS） ........................................................ 14 壓縮空氣儲能（ Compressed Air Energy Storage, CAES） ............................................. 16 壓縮空氣儲能技術(shù)的應用前景 ................................................................................ 18 壓縮空氣儲能技術(shù)相比于其他儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的優(yōu)勢 ................................... 20 4 關(guān)于儲能的熱點研究問題 ............................................................... 20 5 總結(jié)語及展望 .................................................................................................... 24 致 謝 ......................................................................................................................... 25 參考文獻 .................................................................................................................... 26 附 錄 ......................................................................................................................... 28 1 1 緒論 課題背景 安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟是對電力系統(tǒng)的基本要求。 2021 年到 2021 年初，美國加州供電系統(tǒng)由于用電需求的增長超過電網(wǎng)的供電能力，出現(xiàn)了電力價格大范圍波動以及多次停電事故；我國自 2021 年以來，已經(jīng)連續(xù)十年出現(xiàn)多個省市拉閘限電的狀況；在世界上的其他國家和地區(qū)，也不同程度地出現(xiàn)了電力短缺的現(xiàn)象 [1]。 課題研究的目的及意義 加強電網(wǎng)建設(shè)（新建輸電線路 和常規(guī)發(fā)電廠），努力提高電網(wǎng)輸送功率的能力，可以保證在滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下向用戶可靠地輸送電能。因此，單靠上述常規(guī)手段難以在短時間內(nèi)有效地扭轉(zhuǎn)電力供需不平衡的狀況。沖擊過電壓、電壓凹陷、電壓閃變與波動以及諧波電壓畸變都不同程度地威脅著用電設(shè)備特別是敏感性負荷的正常運行。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 長期以來，世界各國電力系統(tǒng)一直遵循著一種大電網(wǎng)、大機組的發(fā)展方向，按照集中輸配電模式運行。 2 對于這種集中是輸配電模式，由于互聯(lián)大系統(tǒng) 中的電力負荷與區(qū)域交換功率的連續(xù)增長，遠距離大容量輸送電能不可避免，這在很大程度上增加電力系統(tǒng)運行的安全性。此舉被認為是擱置多年的電網(wǎng)輸配電分離改革進程重新進入融冰期的政策信號 [3]。截至目前，廠網(wǎng)分開已完成，主輔分離也在今年實現(xiàn)實行突破。分析指出，電網(wǎng)輸配電成本厘清后，決策部門就可根據(jù)成本構(gòu)成科學核定獨立的輸配電價，進而可依據(jù)市場原則理順 “煤 —電 —網(wǎng) ”價格聯(lián)動機制，這對于目前 “久病難治 ”的煤電矛盾將起到實際疏導作用。而這也被認為是打破電網(wǎng)壟斷的核心突破口，推行輸配電分離改革，則成為實現(xiàn)這一突破的主要著力點。國家發(fā)改委價格司副司長劉振秋此前在媒體上撰文也指出，輸配環(huán)節(jié)雖然形成國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)兩大電網(wǎng)公司，但由于輸配沒有分開，實際上還是寡頭壟斷，配電環(huán)節(jié)競爭并沒有形成，電網(wǎng)公司是一個絕對的壟斷實體，合理合法地擋在供需雙方之間，成為唯一的 “總賣家 ”和 “總買家 ”。電網(wǎng)企業(yè)既不需要為 “拉閘限電 ”對用戶進行賠償，也不需要為電廠發(fā)不出電承擔經(jīng)濟連帶責任，缺乏真正市場競爭的動力。 “近期電監(jiān)會公布的大容量機組發(fā)電小時數(shù)與常規(guī)機組倒掛現(xiàn)象就直接說明，電網(wǎng)龍壟斷導致的調(diào)度不合理問題也是 ?電荒 ?的罪魁之一 [5]。 ”劉振秋也表示，在目前已取得實質(zhì)性進展的主輔分離、主多分離基礎(chǔ)上，應及早按成本加上收益辦法核定電網(wǎng)企業(yè)輸配電價，同時加強輸配電成本監(jiān)管，未來還要推進大用戶直供試點，以各省級電網(wǎng)現(xiàn)行平均輸配電費用為基礎(chǔ)，分電壓等級核定輸配 電價。某些情況下，即使系統(tǒng)有充足的備用容量，如果電網(wǎng)發(fā)生故障導致輸電能力下降，而備用機組又遠離負荷中心，備用容量的 3 電力就難以及時輸送到負荷中心，無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是 ，在大電網(wǎng)互聯(lián)的模式下，局部的擾動可能會造成對整個電網(wǎng)穩(wěn)定運行的極大沖擊，嚴重時會發(fā)生系統(tǒng)連鎖性故障甚至崩潰。如果具有有效的有功和無功控制手段，快速地平衡掉系統(tǒng)中由于事故產(chǎn)生的不平衡功率，就有可能減少甚至消除系統(tǒng)受到擾動時對電網(wǎng)的沖擊。但是否不存在類似的危險？從中國電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及其發(fā)展、現(xiàn)有的運行管理方式、繼電保護與安全穩(wěn)定控制等自動控制技 術(shù)的水平等各方面因素看，中國電網(wǎng)是否足以防止發(fā)生類似的災難性大停電事故？對于這些問題，迄今沒人給出肯定性的回答，恐怕也難于給出肯定性的回答，但卻迫使我們?nèi)ふ掖鸢?。這種方法在早期的電力系統(tǒng)中已經(jīng)有所應用，例如在 19 世紀后期紐約市的直流供電系統(tǒng)中，為了在夜間將發(fā)電機停下來，采用了鉛酸蓄電池為路燈提供照明用電。抽水儲能電站在夜晚或者周末等電網(wǎng)負荷較小的時間段，將下游水庫的水抽到上游水庫，在電網(wǎng)負荷峰值時段，利用上游水庫中的水發(fā)電，補充峰值負荷的需求。 儲能技術(shù)目前在電力系統(tǒng)中的應用主要包括電力調(diào)峰、提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和提高供電質(zhì)量。另 一方面，和常規(guī)的發(fā)電機和燃氣輪機相比，這種方式在成本方面具有很大的優(yōu)勢。為了實現(xiàn)效益最大化，合理選擇儲能電站的位置非常重要。顯然，容量越大，制造和控制越困難。 將儲能電站用于用戶側(cè)，可以提高電能質(zhì)量，增強系統(tǒng)的供電可靠性。 儲能電站工程通常都是有各自的投資企業(yè)全權(quán)負責運行管理。因此，儲能系統(tǒng)制造商轉(zhuǎn)而尋求另外一種系統(tǒng)解決方案，即分布式儲能（ DES）系統(tǒng)。 能量存儲系統(tǒng) —— 分布式儲能系統(tǒng) 分