摘要:能量时移:平衡能源供需的时间差(如风光发电与用电高峰错配)。功率调节:提供瞬时功率支撑,提升电网稳定性。应急备用:在停电或紧急情况下保障关键负荷供电。经济优化:通过峰谷电价差套利降低用电成本。
储能技术是指通过物理或化学手段将能量存储起来,并在需要时释放的技术。其核心功能包括:
能量时移:平衡能源供需的时间差(如风光发电与用电高峰错配)。功率调节:提供瞬时功率支撑,提升电网稳定性。应急备用:在停电或紧急情况下保障关键负荷供电。经济优化:通过峰谷电价差套利降低用电成本。根据能量存储形式,主流储能技术可分为:
机械储能抽水蓄能(Pumped Hydro):利用水的势能,效率70-85%,适合大规模储能。压缩空气储能(CAES):通过压缩空气存储能量,需配合天然气补燃或储热系统。飞轮储能:基于高速旋转体的动能,响应快(毫秒级),但自放电率高。电化学储能锂离子电池:能量密度高(150-250 Wh/kg),循环寿命3000-6000次,主流技术路线包括磷酸铁锂(LFP)和三元锂(NMC)。铅酸电池:成本低但循环寿命短(500-1000次),适用于备用电源。液流电池(如全钒液流电池):功率与容量解耦设计,适合长时储能,但能量密度较低。电磁储能超级电容器:功率密度极高(10 kW/kg),但能量密度仅5-10 Wh/kg。超导储能(SMES):通过超导线圈存储磁场能,效率超95%,成本高昂。热储能显热储热(如水、岩石):通过材料温度变化储热,成本低但效率受限。潜热储热(如熔融盐):利用相变材料吸收/释放热量,储热密度高。电池管理系统(BMS)实现单体电压均衡、温度监控、SOC(荷电状态)估算。关键算法:卡尔曼滤波、神经网络等用于SOC精准预测。功率转换系统(PCS)双向变流器实现DC/AC转换,需匹配电网频率与电压等级。拓扑结构:两电平、三电平或模块化多电平(MMC)。热管理系统风冷:成本低,适用于低功率场景。液冷:散热效率高,适合高能量密度电池组。相变材料(PCM):被动式热管理,降低能耗。储能设计需综合电气工程、电化学、热力学等多学科知识。建议初学者:
掌握基础电路分析与电池特性测试方法。学习MATLAB/Simulink或Python进行系统建模。关注IEC 62933、UL 9540等国际标准。来源:光伏发电设计-李老师