大规模储能系统发展现状及示范应用综述简

介绍了储能技术分类及其在电力系统的作用,比较全面地阐述了机械储能、化学储能、电磁储能和相变储能分别在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用,论述了储能技术未来发展趋势。     

重力储能技术研究进展

储能技术主要是指电能的储存,是智能电网的重要环节。当前应用最广泛的储能系统为抽水储能,但其选址困难、对环境影响较大、对水资源依赖严重。重力储能作为一种新型的储能技术,以重物为储能媒介,原理简单且形式多样,能够充分发挥不同的地理优势进行储能。相对于传统储能技术,重力储能技术具有非常明显的优势。根据山地重力储能、悬重式重力储能、塔吊式重力储能、铁轨重力储能和重力储能式飞机等5种形式的重力储能技术,对现阶段重力储能技术的研究进展进行了综述。结合重力储能技术的原理、特点以及我国储能领域的发展方向和需求,对重力储能技术的应用前景进行了分析并提出建议。研究内容和提出的建议可以为我国重力储能技术的理论研究和发展应用提供参考。     

飞轮储能技术在风力发电中的应用

阐述了飞轮能技术的原理及结构，分析和探讨了应用于风力发电的必要性和可行性，最后介绍了国内外研究的现状。     

储能技术在冷热电三联供系统中的研究现状与应用

冷热电三联供（CCHP）系统是利用一次能源或可再生能源发电,并通过多种余热回收设备高效利用余热,建立在能源的综合梯级利用基础上的产能系统。用户负荷动态变化及可再生能源输出不稳定会导致冷热电联供系统供、需侧能量不匹配,储能技术可有效解决该问题。本文总结了CCHP系统中储能技术类型及其研究现状,阐明了CCHP系统中电能储存和热能储存技术的应用方式。指出在传统能源与可再生能源相结合、供能系统越发复杂化的能源发展态势下,系统特性、配置优化和对不同场景制定出运行策略是储能技术与CCHP集成系统未来的研究方向。     

能源科技热词：储能技术

储能是指通过介质或设备把能量存储起来．在需要时再释放的过程，通常储能主要指电力储能。     

清华大学飞轮储能技术研究概况

全面回顾了清华大学在过去17 年内坚持飞轮储能技术研究开发的总体情况。介绍了6 种飞轮储能试验研究系统和工程样机的技术特征,分析了研制过程中遇到的飞轮轴系稳定性、电机设计、充放电控制器调试等关键技术难题,探讨了飞轮储能技术工业化应用开发中应注意的问题。     

新能源风力发电系统中储能技术的实践应用

由于风力发电系统具有不稳定性、不可控性等特点,在系统发电过程中,输出功率的波动及负载突变,会直接引起直流母线电压的不稳定,从而影响供电的电能质量及电网的安全性。文章从储能技术应用角度进行分析,介绍风力发电系统中常见的储能技术类型,分别概括蓄电池储能、电解氢储能、压缩空气储能等技术手段的生效机制和优势局限,通过引入风力发电系统建设实例,分析储能系统设计、风速及功率预测、风电机储能容积设计、空压机参数设计要点,以此来确保输出电压较为平稳,保障电能质量。     

电化学储能技术在火电厂中应用研究综述

目的   火电厂耦合电化学储能设备是新能源电力高比例渗透下提高电力系统灵活调峰能力的可行解决路线。 方法   文章首先对电化学储能技术在火电厂中的作用和应用特点进行了介绍;然后对电化学储能技术特性进行了总结和归纳,对不同种类的电化学储能系统在不同应用目的和场景下适用性进行了分析,对现阶段电化学储能技术在火电厂中的应用情况及瓶颈进行了梳理;最后对电化学储能技术的发展方向进行展望。 结果   分析结果表明,虽然电化学储能技术在火电厂中的工程应用前景广阔,但仍在运行安全性、建设维护成本、材料回收等方面存在改进空间。 结论   运行策略优化、新型高性能材料开发以及设备安全与回收管理将成为未来阶段电化学储能技术参与火电调频应用过程中的主要发展方向。     

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%。     

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。     

A model for latent heat energy storage systems

In this study, a theoretical approach is proposed for the prediction of time and temperature during the heat charge and discharge in the latent heat storage of phase changed materials (PCM). By the use of the average values of the mean specific heat capacities for the phase‐changed materials, analytical solutions are obtained and compared with the available experimental data in the literature. It is shown that decreasing the entry temperature of the working fluid from ?4 to ?15°C has a very dominant and strong effect on the PCM solidification time. The effect of the working fluid flow rate and the material of PCM capsules on the time for complete solidification and total charging is also investigated. The agreement between the present theoretical model results and the experimental data related to the cooling using small spheres and the heat storage using rectangle containers is very good. The largest difference between the present results and the experimental data becomes about 10% when the fluid temperature approaches the phase change temperature at high temperatures. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

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%。     

A review of large‐scale electrical energy storage

This paper gives a broad overview of a plethora of energy storage technologies available on the large‐scale complimented with their capabilities conducted by a thorough literature survey. According to the capability graphs generated, thermal energy storage, flow batteries, lithium ion, sodium sulphur, compressed air energy storage, and pumped hydro storage are suitable for large‐scale storage in the order of 10's to 100's of MWh; metal air batteries have a high theoretical energy density equivalent to that of gasoline along with being cost efficient; compressed air energy storage has the lowest capital energy cost in comparison to other energy storage technologies; flywheels, super conducting magnetic storage, super capacitors, capacitors, and pumped hydro storage have very low energy density; compressed air energy storage, cryogenic energy storage, thermal energy storage, and batteries have relatively high energy density; high efficiencyin tandem with high energy density results in a cost efficient storage system; and power density pitted against energy density provides a clear demarcation between power and energy applications. This paper also provides a mathematical model for thermal energy storage as a battery. Furthermore, a comprehensive techno‐economic evaluation of the various energy storage technologies would assist in the development of an energy storage technology roadmap. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

固-液相变贮能材料的研究进展

固-液相变贮能材料具有贮能密度大、相变温度恒定、体积变化小等优点，已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。综述了固-液相变贮能材料的研究现状，介绍了其分类及各类材料贮能性能，并总结了其应用上的缺陷及解决方法。     

固液相变蓄热技术的研究进展

综述了相变蓄热材料、相变传热问题求解方法、典型相变传热过程以及相变潜热蓄热系统(LHTES)优化设计及强化传热等诸多固液相变蓄热技术相关问题的研究进展情况     

柱状颗粒填充床的储能性能分析

填充床储能是一种很有发展前景的热能储存技术,它具有可降低存储成本和提高太阳能热系统开发效率等优点。研究人员多采用球形的储能单元,而圆柱体在储能填充床换热中有其独特的优势,因此基于圆柱形和拉西环形两种柱状颗粒,建立了一种潜热储能填充床的三维模型,采用数值模拟的方法分别研究两种柱状颗粒组成的填充床的储能性能,分析了储能填充床的直径比对其性能的影响。研究表明,填充床直径比越大,其储能性能越好。同时研究了圆柱形储能单元高度和拉西环形储能单元孔径对储能性能的影响。结果表明,在研究范围内,由高度为3 mm的圆柱形储能单元和孔半径1.50 mm的储能单元分别组成的填充床储能速率最高。     

Recent progress about expanded graphite matrix composite phase change material for energy storage

膨胀石墨基复合相变材料具有导热系数高,储能密度大以及相变过程无液体泄漏等优点,是近年来储能科学领域的研究热点.本文探讨了应用于储热系统的相变材料的性能及分类,并对膨胀石墨及其复合相变材料的制备方法进行了简要分析,最后综述了石蜡类,脂肪酸类,共晶混合物类,聚乙二醇以及乙酰胺等膨胀石墨基复合相变材料的国内外研究进展.     

A review of electrical energy storage technologies for renewable power generation and smart grids

储能技术是突破可再生能源大规模开发利用瓶颈的关键技术,是智能电网的必要组成部分.在储能市场商业化雏形阶段,系统性的比较分析各类储能技术的性能特点,为未来市场发展提供筛选技术路线的框架基础至关重要.本文阐述了储能技术在可再生能源发电和智能电网中的作用,对物理储能(抽水蓄能,压缩空气储能,飞轮储能),电化学储能(二次电池,液流电池),其它化学储能(氢能,合成天然气)等储能技术进行了系统的比较与分析,最后提出储能技术的发展趋势.     

Dynamics of energy storage in phase change drywall systems

Experimental evaluations of manufactured samples of laminated and randomly mixed phase change material (PCM) drywalls have been carried out and compared with numerical results. The analysis showed that the laminated PCM drywall performed thermally better. Even though there was a maximum 3% deviation of the average experimental result from the numerical values, the laminated PCM board achieved about 55% of the phase change process as against 48% for the randomly distributed drywall sample. The laminated board sample also released about 27% more latent heat than the randomly distributed type at the optimum time of 90 min thus validating previous simulation study. Given the experimental conditions and assumptions the experiment has proved that it is feasible to develop the laminated PCM technique for enhancing and minimising multi‐dimensional heat transfers in drywall systems. Further practical developments are however encouraged to improve the overall level of heat transfer. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.