2023年储能行业研究报告.docx
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1、2023年储能行业研究报告一.储能在电力系统全场景大有可为在电力系统中,储能的应用场景可以分为发电侧储能、电网侧储能和用电侧储能。不同的储能应用场景所发挥的作用不同。(一)发电侧储能的功能主要为可再生能源并网储能可以协助可再生能源发电满足并网要求,同时提高可再生能源利用率。光伏、风电等新能源发电具有波动性和间歇性特点,发电量在不同时间随着光照、风力强度变化。此特点导致新能源发电量和用电侧所需电量不匹配。通过在风电、光伏电站配置储能,基于对电站出力预测和储能充放电调度,可对可再生能源发电进行平滑控制,减少瞬时功率变化,减少对电网的冲击。当用电负荷较低,新能源发电过剩时,储能电站能及时储存多发的电
2、量,减少弃风、弃光率,并在用电负荷高位时,将储存的电量并网,改善新能源发电消纳问题。(二)电网侧储能的功能主要为调峰、调频、缓解电网阻塞调峰方面,储能可实现对用电负荷的削峰填谷,即在用电负荷低谷时发电厂对储能电池充电,在用电负荷高峰时段将存储的电量释放,从而实现电力生产和消纳之间的平衡。图2:钟能削峰熄谷示意图料来源:北*五期分篇存我才然公早才丹.奉会if,哥危房储能系统具备快速精确的调频能力。中国电网的频率为50Hz,允许偏差为02HZ,从而维持电网稳定运行,避免损害各类电器。实际运行中,当电网输出有功功率小于负荷需求有功时,系统频率会下降,反之则会上升。故需要调频来提高电网频率的稳定性。目
3、前电力市场主要依靠火电调频,但储能系统调频具备更高的精确性,其输出功率与AGC(电力自动发电控制)指令匹配度高,调频效果更好。火电厂配套调频储能,其调频能力可显著提高。储能可以缓解电网阻塞。电网阻塞是对电力输送的要求大于输电网的实际输送能力,产生阻塞的原因是不同区域内发电和输电能力不平衡。将储能系统安装在电网侧线路上游,当发生线路阻塞时可以将无法输送的电能储存到储能设备中,等到线路负荷小于线路容量时,储能系统再向线路放电。储能可以成为升级或新建输配电设备的替代方案。在负荷接近设备容量的输配电系统内,可以利用储能系统通过较小的装机容量有效提高电网的输配电能力,从而延缓新建输配电设施,降低成本。目
4、相较于输配电网扩容,储能的建造时间更短。(三)用电侧储能的功能主要为电力自发自用、峰谷价差套利、容量费用管理用电侧储能的功能主要包括电力自发自用、峰谷价差套利、容量费用管理、以及提高供电可靠性。根据应用场景的不同,用电侧储能可以分为工商业储能、户用储能,其一般与分布式光伏配套使用。分布式光伏发电是指在用户附近建设,以用户自发自用、余电上网的形式,在配电系统中平衡调节为特征的设施。工商业用户可利用储能进行谷峰价差套利和容量费用管理。在实施峰谷电价的电力市场中,通过低电价时给储能系统充电,高电价时储能系统放电,实现峰谷电价差套利,降低用电成本。止匕外,适用两部制电价的工业企业,可以利用储能系统在用
5、电低谷时储能,在高峰负荷时放电,从而降低尖峰功率及申报的最大需求量,达到降低容量电费的目的。户用光伏配储可以提高电力自发自用水平。因海外高昂的电价以及较差的供电稳定性,从而拉动户用光伏装机需求。考虑到光伏在白天发电,而用户一般在夜间负荷较高,通过配置储能可以更好地利用光伏电力,提高自发自用水平,同时降低用电成本。通信基站、数据中心等领域需要配置储能,用于备用电源。当发生停电故障时,储能能够供应储备的电能,避免了故障修复过程中的电能中断。过去铅酸电池为主流后备电源技术路线,但随着5G基站对功耗的增加,磷酸铁锂电池因高能量密度和循环寿命,有望替代铅酸电池。便携式储能可以提高离网用电的可靠性。便携式
6、储能,是一种内置锂离子电池,可提供稳定交流/直流电压输出的电源系统,可应用于户外旅行、应急备灾等离网用电场景。过去,户外及应急用电力的供应来自于小型燃油发电机,但其存在发电机噪音大、操作复杂,污染环境,便携性差等问题。基于锂电池衍生出的移动储能产品有望替代小型燃油发电机。二、储能技术多样,锂电储能有望成为增长主流技术(一)储能技术种类多样,性能决定应用场景按照存储介质划分,储能技术主要分为机械类储能(抽水储能、压缩空气储能以及飞轮储能)、电气类储能(超级电容器储能和超导储能),电化学类储能(铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池),热储能以及化学类储能。1.电化学储能原理:利用各种电池(包括
7、铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等)正负极的氧化还原反应进行充放电。全钢液流电池全钢液流电池是一种以钢为活性物质,呈循环流动液态的氧化还原电池。钢电池的电能以化学能的方式存储在不同价态钢离子的硫酸电解液中。通过外接泵把电解液压入电池堆体内,在机械动力作用下,使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动,采用质子交换膜作为电池组的隔膜,电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应,通过双电极板收集和传导电流,从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。电池的输出功率取决于电池堆的大小,储能容量取决于电解液储量和浓度,故其设计灵活,当输出功率一定时,要增加储能容量,只需要增大电解液储存罐的容积
8、或提高电解质浓度。铅酸电池铅酸电池主要由正极板(活性物质PbO2)、负极板(海绵状金属Pb)x隔板、电解液(硫酸)、盖子等组成,并具备正、负极端子。一个单格铅酸电池的额定电压为2.0Vo铅碳电池是在铅酸电池的负极中加入活性碳,利用高比表面积、高导电性的碳材料,提高铅活性物质的利用率,同时抑制负极硫酸盐化现象,从而提高铅酸电池的寿命和充放电性能。锂离子电池(磷酸铁锂)磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料,石墨作为负极材料。单体额定电压为3.2Vo充电时,锂离子从磷酸铁锂中脱出,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液传递到负极,嵌入负极碳材料中,同时正极释放出电子,自外电路到达负极,维持电化学反应平衡。放
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- 2023 年储能 行业 研究 报告