钒氧化还原液流储能电池

介绍了钒氧化还原液流储能电池(VRB)的原理及特点,并与其他储能电池体系进行了比较;论述了VRB的国内外研发现状。由于VRB具有循环寿命长、能量效率高、深度放电性能好、运行费用少及环境危害小等优点,使VRB非常适合用于风力发电场及太阳能光伏发电站以及电网调峰等的储能,其开发及在储能领域应用具有十分重要意义。     

电池储能——城市电力储能的最佳选择

在城市里,作为电化学储能技术的代表——电池储能因其特殊的优势正在获得领先发展。1储能电池的类别1)铅酸电池铅酸电池的主要特点是采用稀硫酸为电解液,其电极由铅及其氧化物制成。铅酸电池荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为绒状铅;放电状态下,正负极主要成分均为硫酸铅。到目前为止,     

光伏系统液流电池储能优化配置北大核心CSCD

液流电池具有长时储能成本低、系统安全性高等特点,适用于大规模长时储能的应用场景,通过对液流电池系统进行合理的规划配置,可以平抑新能源发电系统的间歇性和波动性,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。目前缺乏基于液流电池技术特性和运行特性展开的新能源系统与液流电池优化配置方法研究,随着我国能源快速转型,充分发挥液流电池技术及运行特点,优化配置新能源系统中液流电池容量,对建立新型电力系统有着积极作用。本工作以光伏与液流电池联合发电的局域网为研究对象,提出了适用于光伏系统的液流电池储能优化配置方法,通过对液流电池系统中各个模块系统的运行特性、系统初投资和全寿期运维成本进行了深入地研究分析,基于液流电池系统具有功率与容量模块相分离的特点,对大规模液流电池系统的功率和容量配比进行了优化设计。综合液流电池系统模块优化设计的结果,对光伏与液流电池联合发电的局域网系统进行运行策略优化,在保证局域网供电稳定运行的同时,以液流电池系统初投资与全寿期运行成本之和最小为目标函数,求解得到优化液流电池优化配置方案。算例应用表明,大规模液流电池系统功率和容量配置为1 MW/8 MWh时为经济性最优的兆瓦级液流电池模块设计,25年运行期LCOE为0.292元/kWh;在本工作应用的局域网中储能优化配置的目标函数在储能配置为20 MW/160 MWh方案达到最优解。     

全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望北大核心CSCD

可再生能源正逐渐由辅助能源变为主导能源,建立“新能源+储能”为主体的新型电力系统对大功率、大容量、长时储能技术提出了新的要求,全钒液流电池储能技术具有本征安全、充放电循环寿命长、电解液可循环使用、生命周期经济性好及环境友好等特点,近年来受到学术界、产业界的广泛关注。本工作回顾了液流电池的发展历程,介绍了全钒液流电池储能技术的基本原理、性能特点、技术和产业化发展现状,结合多年高功率、大容量全钒液流电池储能系统工程实际设计经验,阐明了大规模储能电站的模块化设计方法,实施的5 MW/10 MWh全钒液流电池储能系统产业化项目已安全稳定运行了9年多,能量转换效率和储能容量无明显衰减。实际应用结果充分验证了全钒液流电池储能系统的安全性和可靠性,已满足产业化应用的要求。根据全球全钒液流电池储能装备领军企业2021年第三季度兆瓦级储能系统实际价格,分析了不同储能时长全钒液流电池储能系统的价格及生命周期的经济性,指出了今后的研究开发重点。     

液流电池封装压力计算

液流电池可用于大规模电力储存,辅助新能源电力并入电网,也可作为备用电源,进行小时级稳定的电力输送.其工程优势是系统的功率与储存容量自由匹配,是有效提高电能质量、保障电力输送稳定性的手段之一.本工作建立了一种基于胡克定律的力学模型,用于求解电池堆的密封压力.经数值仿真发现,电池堆刚度系数与单电池数量的增长呈对数减函数关系...     

全钒液流电池在充电结束搁置阶段的开路电压变化

本工作通过对全钒液流电池的充电-搁置实验,对电池搁置阶段的开路电压变化进行探索。实验发现,全钒液流电池的开路电压变化与非液流储能电池有所不同,主要由跃降、缓慢下降、缓慢上升和趋于稳定四个过程组成。本工作首先对全钒液流电池开路电压的四个过程逐步进行分析,然后重点针对开路电压出现缓慢上升的原因及影响因素进行探索。实验结果表明全钒液流电池开路电压缓慢上升的过程与电池内电解液体积占比和流量有关,是全钒液流电池在充电结束搁置阶段的重要特征。电池内电解液体积占比越小,开路电压缓慢上升过程越长,上升幅度越小。电解液流量越大,开路电压缓慢上升过程越短,上升幅度越小。     

国外电池储能电站发展及其政策扶持

1国外电池储能电站发展状况1.1美国2001～2003年,美国电力公司与日本绝缘子公司、ABB公司合作,进行了100kW(用于削峰)/500kW(用于改善电能质量)钠硫电池储能系统的试验运行。2002年,美国采用钠硫电池储能系统在俄亥俄州建成了第一个100kW/500kVA的示范电站。因此,美国电力公司获得了几年内以低价格购买钠硫电池的优惠权。2006年,西弗吉尼亚州的查尔     

Current application situation and development prospect of physical energy storage technologies

作为可再生能源并网的关键技术,可再生能源的高速发展也带动了储能产业的发展和成熟。物理储能技术,发展历史长,技术较为成熟,部分已实现商业化运作;以抽水蓄能为代表,是电网调峰的主力,也在储能市场容量中占据着绝对份额。但无论是传统抽水蓄能,还是压缩空气储能都对环境、地理地质条件有较高的要求,极大地制约了这些技术的普遍推广和应用。因此物理储能也经历着应用模式的变革、传统技术向新兴技术转化的过程。虽然抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能三种物理储能技术在原理、应用领域、安装容量以及未来发展趋势上各不相同, 但作为战略新兴技术,都需要技术的突破、政策和资金的支持以及更多的市场应用机会。     

An investigation of optimum PV and wind energy system capacities for alternate short and long‐term energy storage sizing methodologies

The goal of this study is to find the optimal sizes of renewable energy systems (RES) based on photovoltaic (PV) and/or wind systems for three energy storage system (ESS) scenarios in a micro‐grid; (1) with pumped hydro storage (PHS) as a long‐term ESS, (2) with batteries as a short‐term ESS, and (3) without ESS. The PV and wind sizes are optimally determined to accomplish the maximum annual RES fraction (F_RES ) with electricity cost lower than or equal to the utility tariff. Furthermore, the effect of the use of battery and PHS on the electricity cost and F_RES are studied. A university campus on a Mediterranean island is selected as a case study. The results show that PV‐wind hybrid system of 8 MW wind and 4.2 MW PV with 89.5 MWh PHS has the highest F_RES of 88.0%, and the highest demand supply fraction as 42.6%. Moreover, the results indicate that the economic and technical parameters of RESs are affected significantly by the use of ESSs depending on the type and the capacity of both the RES and the ESS.     

Study on the low-cost flow battery technologies for energy storage

大规模储能技术是实现可再生能源并网和普及应用的核心技术,也是发展能源互联网、分布式发电、电力辅助调频、离网供电、安全备用电源等领域的关键使能技术。液流电池是一类新兴的大规模储能技术,经过近几年的快速发展,已经具备规模应用的竞争力。液流电池具备安全性好、单个循环储能时间长、功率/容量独立设计、储能容量大和寿命长等特点。目前液流电池成本偏高,高成本制约了液流电池储能技术大规模商业化应用。针对这一行业"痛点"问题,本文通过创新型的电池堆结构、新型关键材料和工艺研究,将液流电池堆功率密度提高2~4倍,实现电池堆的小型化,有效提高关键部件利用率,有望将液流电池系统成本降低20%~30%。     

储能技术的研究开发现状及展望

储能系统在稳定电网、利用可再生能源方面起着重要作用。介绍了各种储能方式及其特点．综述了大型储能技术的研究开发状况,其中氧化还原液流电池具有成本低、效率高、寿命长等优点,商业化前景看好。     

Technical principle of compressed air energy storage system

压缩空气储能被公认为是一种比较适合大规模系统的储能技术.本文对压缩空气储能的技术原理和发展现状进行了简要讲解,包括工作原理,工作过程,关键技术,发展现状,应用领域等.     

耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站概念研究

目的  储能是发展新能源、实现碳达峰碳中和目标的基础条件,其中抽水蓄能是最主要的储能方式,但是抽水蓄能依赖地理条件,需要占用大量自然资源,优良的厂址资源十分有限。为了缓解抽水蓄能厂址资源需求与自然资源稀缺的矛盾,提出了一种耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统,并从研究思路、概念方案和工程可行性进行分析,从而为抽水蓄能产业发展提供创新解决方案。 方法  围绕提高能量密度,以减小水库容量、降低水库高度差为突破点,运用压缩空气排水的方法,将水泵水轮机替换为压缩机和膨胀机,下库改为封闭结构的承压容器。储能时,压缩机将空气压缩至高压充入下库,并推挤下库内的水至上库。释能时,水从上库返回下库,下库内的压缩空气被推挤出,并经膨胀机释放。这可使相同条件下抽水蓄能的能量转换量提高数倍。为了论证耦合抽水蓄能的压缩空气储能电站的储能效果,设置上、下库高度差300 m,按照低性能和高性能两套设备参数,对40 MW/200 MWh的概念方案进行热力学分析和储能效率计算。 结果  结果表明：在低性能参数条件下,储能效率65.68%,在高性能参数条件下,储能效率70.81%;能量密度1.67 kWh/m³。 结论  耦合抽水蓄能的压缩空气储能系统可使水库容量或高度差大幅减小,大大降低厂址要求,并可使发展抽水蓄能受限的地区具备开发条件,且关键设备成熟,单位造价与常规抽水蓄能相近,技术经济上可行。     

Application analysis and prospect of electrochemical energy storage in power grid

为促进能源产业的优化升级,可再生能源的开发利用力度不断加大,电网的规划运行和调度管理将面临重大变革,亟需先进的大规模储能技术来改善可再生能源发电特性。本文从电化学储能技术在电网系统应用进行探讨,从各种电化学储能安全性、成本、技术特点等进行深入解析,归纳各种类型电化学储能的优势与不足,并对未来电化学储能在电网系统的应用前景做出展望。     

电储能修井机的研制与应用

针对修井设备电动化更新需求以及普通电动修井机推广应用受限的问题，研制了电储能修井机。该修井机以磷酸铁锂型电池作为储能装置，通过技术研发突破网电储能协同控制、电池管理及油气环境下的使用安全和现场检测评价等技术难题，形成了网电储能联合供电的电控技术、“智慧报警”防护体系的电池管理系统，实现了电池储能技术在修井机上的良好应用。经现场测试，电储能修井机可满足不同井况的修井作业需求。在停电情况下，该储能装置可独立供电作业，适用范围大，应用前景广阔。     

Analysis of diabatic compressed air energy storage systems with artificial reservoir using the levelized cost of storage method

A detailed analysis has been carried out to assess the thermodynamic and economic performance of Diabatic Compressed Air Energy Storage (D‐CAES) systems equipped with above‐ground artificial storage. D‐CAES plant arrangements based on both Steam Turbine (ST) and Gas Turbine (GT) technologies are taken into consideration. The influence of key design quantities (ie, storage pressure, turbine inlet pressure, turbine inlet temperature) on efficiency, capital and operating costs is analysed in detail and widely discussed. Finally, D‐CAES design solutions are compared with Battery Energy Storage (BES) systems on the basis of the Levelized Cost of Storage (LCOS) method. Results show that the adoption of D‐CAES can lead to better economic performance with respect to mature and emerging BES technologies. D‐CAES ST based solutions can achieve a LCOS of 28 €cent/kWh, really close to that evaluated for the better performing BES system. Interesting LCOS values of 20 €cent/kWh have been attained by adopting D‐CAES plant solutions based on GT technology.     

压缩空气储能技术研究进展

压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电,在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途,是目前大规模储能技术的研发热点.综述了压缩空气储能技术的研究与应用现状,包括工作原理、功能和应用情况,分析了压缩空气储能系统的类型和技术特点,并对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了分析比较,最后指出了压缩空气储能技术的发展趋势.