铁轨重力储能系统效率影响因素研究

储能是建设以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑技术,对实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。铁轨重力储能属于物理储能,具有规模大、成本低、效率高、环境友好以及无自放电等优势,应用前景广阔。本工作基于MATLAB/Simulink搭建了铁轨重力储能系统模型,分析了系统各个部件在储能过程和释能过程中的能量损耗情况,研究了载重车辆质量、车辆速度、斜坡坡度、斜坡高度和滚动摩擦系数等因素对系统效率的影响及其变化规律。研究结果表明,车辆速度、斜坡坡度、斜坡高度和滚动摩擦系数对系统效率的影响十分显著,降低速度和滚动摩擦系数以及适当增加坡度和高度,可有效提高系统效率;在设计工况下,载重车辆160 t、车速20 km/h、斜坡高度200 m、斜坡坡度7°、滚动摩擦系数0.006,对应系统的输出功率为1.04 MW,系统效率达76.20%。     

新型储能应用场景与商业模式综述

在国家"30·60"战略推动下,电力系统将向着以新能源为主体的新型电力系统飞速发展.新能源的大规模接入与用户侧资源的深度挖潜,电网传统调度手段已难以支撑安全稳定的电力供给.新型储能作为近年来蓬勃发展的一种可调灵活资源,对填补电网日益扩大的调节能力缺口与可再生能源的高效消纳起到关键作用.首先阐述了新型储能的重点储能品类及...     

固体电热储能装置热工与储能性能测试平台设计北大核心CSCD

该平台以GB/T39288—2020《蓄热型电加热装置》中提出有关固体电热储能装置的热工性能测试方法及流程为蓝本,参考了国内外标准,专门针对固体电热储能装置,进行纯储热工况、纯放热工况、边储边放工况全工况测试,改善并补充了固体电热储能装置热工与储能性能测试。该平台改进了GB/T 39288—2020的试验流程,结合非制热状态下的放热测试和制热状态下的放热测试,能够进行固体电热储能装置热工与储能性能标准测试。为了验证该平台可靠性,对某固体电热储热装置进行一次标准测试,记录其试验时的电量、时间、温度等参数,画出试验时温度曲线、加热丝电流电压曲线、热输出负荷曲线,通过改进、补充的公式计算了固体电热储能的热工与储能性能;利用计算结果画出了在额定热输出功率下的储能性能图。该图清晰展示了固体电热储能装置的有效释放的温度范围,储能能力,以及能量利用情况。本次测试结果与理论值、经验值相近,证明该平台可以作为设备商自检或教学使用的测试平台。该平台还留有自定义热负荷曲线功能,可以帮助教学者和学习者在真实的工况下,对固体电热储能装置进行研究和学习。     

框架式重力储能系统经济性分析

框架式重力储能系统不受地理条件的限制,便于进行规模化的扩展和应用,是实现重力储能未来大规模商业应用的一种有效方式,逐渐受到人们的重视。基于对框架式重力储能系统的结构组成分析和成本计算,对框架式重力储能系统的经济性进行了分析,得到了不同系统容量的框架式重力储能系统的投资成本和平准化储能度电成本,可为框架式重力储能系统的项目建设和运营提供参考。     

我国新型储能发展问题分析与政策建议

新型储能¹是新型电力系统的重要支撑技术。随着技术快速进步和支持政策陆续出台,我国新型储能已逐步在电力辅助服务、用户侧电价管理、新能源消纳以及电网输配电服务等领域得到应用。但当前新型储能成本偏高,其在电力市场中的定价机制与监管方式仍面临争议。本文在梳理我国新型储能政策环境和发展现状的基础上,归纳了新型储能的典型应用场景,分析了新型储能在经济性、电力系统融合模式、季节性调节等方面存在的问题,并从价格机制、监管方式、技术研发方面提出了政策建议。     

碳中和目标下新型能源系统与储能发展研究

能源是实现碳中和目标的主战场,能源系统电气化、电力系统低碳化是能源转型发展的主要方向。随着风电、光伏等可再生能源逐步成为电力系统主力军,电网稳定运行压力增大,储能成为支撑新型能源系统稳定运行的核心环节。中长期新型储能规模将突破8亿千瓦,极端情景下将超过20亿千瓦。当前,储能技术已进入多元、快速发展的新阶段,多种技术“百花齐放”,产业规模快速扩大。建议以促进储能发展为突破口,强化顶层设计、加强财税支持、完善价格机制、集聚关键要素、创新商业模式、深化国际合作,加快我国能源低碳转型的步伐。     

新型储能安全管理体系的构建与优化研究

储能作为传统电力系统源、网、荷之外的第四类新兴能源产业,既是构建新型电力系统的重要技术和基础装备,也是推动主体能源向可再生能源更替的重要领域,更是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。随着新型储能规模日益扩大,储能电站安全管理不规范、事故预警和应急处置能力亟需提升已成为制约储能高质量发展的重点难点问题,因此要构建并优化储能安全管理体系,促使储能电站安全管理不断提升,这是我们需要尽快解决的问题。本文分析了构建储能安全管理体系的必要性,并提出了储能安全管理体系的构建与优化策略。     

压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述

[目的] 近年来,储能技术及储能产业发展受到的关注度持续升温。 [方法] 在此背景下,对压缩空气储能技术及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点,较为全面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向;在此基础上,介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马州两座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验,综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作,可为国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后,从电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。 [结果] 德国及美国两座商业化压缩空气储能电站数十年的可靠运行经验,检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与此同时,国内自500 kW至10 MW等多容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建,表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突破。 [结论] 在当下政策环境,用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件,在压缩空气储能技术推广中可以重点考虑。     

目前的蓄能新技术

能量的生产和消费不可能完全等同 ,有些能量如电能很难直接存储 ,随着我国电网峰谷负荷差日益加大 ,利用低谷电力 ,可减少机组调峰压力 ,它促使开发更多的蓄能技术 ,以下加以简介 :1、飞轮蓄能 :这是一种机械蓄能方式。当电网电量富裕时 ,通过电动机拖动飞轮加速以动能形式储存电能 ;当电网需要电量时 ,飞轮减速并拖动发电机发电以放出电能。它的效率较高 ,可达 80 % ,且建设周期短 ,仅需几个月 ,单位建设成本约为抽水蓄能电站之半。欧洲已有2 15ＭＷ的飞轮蓄能装置。2、蓄冷蓄能 :用电侧的主要蓄能手段 ,常采用冰 (或水 )蓄冷空调 ,利用夜…     

Review of thermal energy storage for air conditioning systems

Thermal energy storage is very important to eradicate the discrepancy between energy supply and energy demand and to improve the energy efficiency of solar energy systems. Latent heat thermal energy storage (LHTES) is more useful than sensible energy storage due to the high storage capacity per unit volume/mass at nearly constant temperatures. This review presents the previous works on thermal energy storage used for air conditioning systems and the application of phase change materials (PCMs) in different parts of the air conditioning networks, air distribution network, chilled water network, microencapsulated slurries, thermal power and heat rejection of the absorption cooling. Recently, researchers studied the heat transfer enhancement of the thermal energy storage with PCMs because most phase change materials have low thermal conductivity, which causes a long time for charging and discharging process. It is expected that the design of latent heat thermal energy storage will reduce the cost and the volume of air conditioning systems and networks.     

Review of flywheel energy storage systems for wind power applications

风力发电可以解决能源短缺和环境污染等问题,但由于风速随机性和间歇性的特点导致风电输出电压、功率和频率存在较大波动,因此风电的大规模并网会对现有电网的稳定运行造成不利影响。飞轮储能是一种高效无污染的储能技术,而且通过合理的控制策略和控制设备可实现电网调频及短时间调峰以解决大规模风电并网带来的问题。本文主要介绍了飞轮储能在风力发电领域的应用背景、飞轮储能的结构原理和目前国内外在飞轮储能控制策略方向的研究进展。     

Review on combined wind power generation and energy storage systems

储能系统由于能够实现电能的时空平移,具有响应速度快,规模化等优点,是改善风电波动性,提高其并网能力的有效手段,构建风储联合发电系统成为目前研究重点.简单介绍了风电并网对电力系统的影响及不同类型电池储能技术的发展现状,给出了部分国内外风储联合发电系统的示范工程,并分析了平滑风电功率波动,跟踪计划出力曲线和削峰填谷3种主要运行方式,重点阐述了目前风储联合发电系统控制策略和储能容量配置研究现状,对进一步开展风储联合发电系统的研究进行了展望,指出经济性仍然是制约储能技术应用的关键问题之一,提高包含储能单元的风储联合发电系统的经济性是今后的研究重点.     

Hydrogen energy,economy and storage: Review and recommendation

The hydrogen economy is a proposed system where hydrogen is produced and used extensively as the primary energy carrier. Successful development of hydrogen economy means innumerable advantages for the environment, energy security, economy, and final users. One major key to wholly develop hydrogen economy is safe, compact, light and cost-efficient hydrogen storage. The conventional gaseous state storage system as pressurized hydrogen gas and liquid state storage system pose safety and cost problems to onboard applications; therefore, they do not satisfy the future goals for a hydrogen economy. Fortunately, solid-state storage systems based on metal hydrides have demonstrated great potentials to store hydrogen in large quantities in a quite secure, compact, and repeatedly reversible manner and thus, becoming increasingly attractive option for hydrogen applications. However, techno-economic feasibility of hydrogen storage systems is yet to be realized as none of the current metal hydrides fulfill all the essential criteria for a practical hydrogen economy, mainly because of low hydrogen storage capacity, sluggish kinetics and unacceptable temperatures of hydrogen absorption/desorption. This article gives a brief review of hydrogen as an ideal sustainable energy carrier for the future economy, its storage as the stumbling block as well as the current position of solid-state hydrogen storage in metal hydrides and makes a recommendation based on the most promising novel discoveries made in the field in recent times which suggests a prospective breakthrough towards a hydrogen economy.     

Review of latent thermal energy storage systems for solar air-conditioning systems

Solar air conditioning is an important approach to satisfy the high demand for cooling given the global energy situation. The application of phase-change materials (PCMs) in a thermal storage system is a way to address temporary power problems of solar air-conditioning systems. This paper reviews the selection, strengthening, and application of PCMs and containers in latent thermal storage system for solar air-conditioning systems. The optimization of PCM container geometry is summarized and analyzed. The hybrid enhancement methods for PCMs and containers and the cost assessment of latent thermal storage system are discussed. The more effective heat transfer enhancement using PCMs was found to mainly involve micro-nano additives. Combinations of fins and nanoadditives, nanoparticles, and metal foam are the main hybrid strengthening method. However, the thermal storage effect of hybrid strengthening is not necessarily better than single strengthening. At the same time, the latent thermal storage unit has less application in the field of solar air-conditioning systems, especially regarding heat recovery, because of its cost and thermal storage time. The integration of latent thermal storage units and solar air-conditioning components, economic analysis of improvement technology, and quantitative studies on hybrid improvement are potential research directions in the future.     

冰蓄冷系统研究新进展

介绍了不同冰蓄冷系统研究的新进展 ,并着重介绍一种新的冰蓄冷技术—过冷水动态制冰技术及与冰蓄冷空调系统有关的低温送风技术 ,以及蓄冷技术应用与峰谷分时电价之间的内在联系。最后 ,对于未来冰蓄冷研究提出几点建议     

Review on key technologies and applications of hydrogen energy storage system

随着国内以风电,太阳能为主的可再生能源快速增长,可再生能源消纳能力不足和并网困难等问题愈发突出,大规模储能系统被证实是解决该问题的有效方法.本文回顾了现有成熟储能系统的不足与限制,分析氢储能的优势特点,构建了电能链和氢产业链融合的氢储能系统,为可再生能源的进一步发展提供良策.随后对氢储能系统三个环节(制氢,储运氢,氢发电)关键技术进行了梳理,对电解槽技术,燃料电池技术和储氢材料中的关键性能进行了比较和评估.在氢储能领域,部分发达国家已经初步形成了从基础研究,应用研究到示范演示的全方位格局,本文对德国和法国的重点示范工程进行了调研,为我国未来发展氢储能的提供参考.     

基于储能环节的分布式新能源楼宇直流配电系统设计

随着直流技术的发展,直流配电网以其电能质量好、传输效率高、方便各类分布式电源接入等优点,成为区域性配电的新选择。文章提出了一种应用于楼宇、适于分布式电源接入的新型直流配电方案,建立了包含风电、光伏、燃料电池等新电源组成的直流配电网结构,在Dig SILENT软件中对分布式电源进行建模,通过仿真对比了并网状态下和非并网状态下储能系统的作用,并分别在系统正常工况下和发生故障时,分析储能系统在直流微电网中的重要影响,结果证明该方案有效可行。     

太阳能热发电的显热蓄热技术进展

介绍了太阳能热发电显热蓄热的3种技术:单一流体蓄热,直接接触蓄热和间接接触蓄热。单一流体蓄热,主要有导热油、熔融盐和蒸汽3种选择。直接接触蓄热,使用廉价材料作为蓄热介质,节约了成本。间接接触蓄热使模块化安装成为可能,进一步克服了直接接触蓄热的缺点,为蓄热技术发展提供了便利。