电力储能技术发展和应用

张 翼

(江苏省电力公司电力科学研究院，江苏 南京 211103)

2011年3月11日发生在日本本州岛以东的大地震引发的核泄漏事故，使得人们清醒地认识到推动更加安全的可再生能源发展的必要性，但是可再生能源发电，特别是风能发电具有明显的间歇性、随机性和可调度性低的特征，随着风能发电的大规模并网应用，将对电力系统的安全稳定运行产生较大影响。因此，通过发展储能技术来平抑可再生能源发电的不稳定性已在世界范围内形成共识。储能技术，尤其是大规模储能技术可以减轻昼夜间电网峰谷差，平滑负荷，不仅可以提高电力设备运行效率，降低供电成本，还能促进可再生能源的应用，提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动等。储能技术对于实现电网运营的安全可靠、经济高效是不可或缺的。全球大容量储能技术呈现多元化发展格局，储能技术主要有化学储能（如锂离子电池、钠硫电池、液流电池等）、物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）和电磁储能（如超导储能、超级电容器等）三大类。

1 化学储能

1.1 锂离子电池

锂离子电池的阴极材料为锂金属氧化物，具有高效率、高能量密度的特点，并具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无环境污染性等优点。锂离子电池在电动汽车的应用方面有望成为后起之秀。另外，大容量锂电池储能电站正逐渐兴起，美国在锂离子电池的应用方面领先，美国电科院在2009年开展了MW级锂离子电池储能系统用于平滑风电场功率波动的示范应用，但目前锂离子电池在大尺寸制造方面存在一定问题，过充控制的特殊封装要求高，价格昂贵，所以尚不能普遍应用。……