能源的可再生和可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的構(gòu)建對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)有著現(xiàn)實(shí)的大量需求。
風(fēng)能、太陽能等可再生能源的輸出功率受自然環(huán)境的影響，會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)性、間歇性波動(dòng)。隨著用電量的增加，電力消耗的晝夜峰谷差在日益擴(kuò)大。
越來越多具有高度自動(dòng)化生產(chǎn)線的工業(yè)企業(yè)和涉及信息、安全領(lǐng)域的用戶對(duì)負(fù)荷側(cè)電能質(zhì)量提出更高的要求。儲(chǔ)能可使能源具有可調(diào)度性，不僅在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)可發(fā)揮重要作用，在微電網(wǎng)中也得到廣泛應(yīng)用。在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)主要發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)和平滑波動(dòng)等功能;離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可作為微電網(wǎng)的主電源，保持微電網(wǎng)的電壓和頻率穩(wěn)定，確保微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)在國內(nèi)外微電網(wǎng)項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用，可有效提高電網(wǎng)對(duì)清潔能源的接納能力，支撐電網(wǎng)的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)用戶需求側(cè)管理，提高電力設(shè)備利用率，降低供電成本，成為智能微電網(wǎng)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
鉛酸電池儲(chǔ)能失效模式及FCP鉛炭電池的優(yōu)化措施
在典型的備電應(yīng)用中，鉛酸電池的主要失效模式包括正極板柵腐蝕、負(fù)極活性物質(zhì)的硫酸鹽化及電解液的干涸。而在電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)充放電應(yīng)用中，鉛酸電池的主要失效模式包括正極板柵腐蝕、活性物質(zhì)軟化及負(fù)極活性物質(zhì)的硫酸鹽化。圣陽電源與日本古河電池株式會(huì)社戰(zhàn)略合作，引進(jìn)國際領(lǐng)先的的鉛炭技術(shù)生產(chǎn)的FCP鉛炭電池，采取優(yōu)化措施，革命性地把電池的循環(huán)壽命70%D0D提高到了4200次以上。憑借先進(jìn)的鉛炭技術(shù)、精良的制造工藝和優(yōu)異的系統(tǒng)集成技術(shù)，使儲(chǔ)能系統(tǒng)中高壓電池組(600V)的循環(huán)壽命亦可達(dá)到3500次以上。
優(yōu)化措施如下：1)新型的耐腐蝕合金，提高了板柵的耐腐蝕壽命;2)專用的極板活性物質(zhì)配方和特殊添加劑，降低正極活性物質(zhì)軟化速率，提高正極循環(huán)次數(shù);3)采用先進(jìn)的碳材料作為負(fù)極添加劑，提高充電接受能力，減少負(fù)極硫酸鹽化，更適合部分荷電狀態(tài)(PSOC)條件下使用;4)采用新型電解液配方和特殊添加劑，降低電池內(nèi)阻，提高充放電效率并緩解電解液分層和負(fù)極硫酸鹽化;5)采用先進(jìn)的制造技術(shù)和嚴(yán)格的制造工藝，保證產(chǎn)品的一致性和可靠性。
儲(chǔ)能市場(chǎng)的關(guān)鍵指標(biāo)：度電成本
大多數(shù)儲(chǔ)能技術(shù)以每千瓦或每千瓦時(shí)計(jì)算出的成本太高，阻礙了儲(chǔ)能的廣泛采用。盡管傳統(tǒng)鉛酸電池價(jià)格較低，但因較短的循環(huán)壽命，儲(chǔ)能系統(tǒng)中其度電成本也不具有優(yōu)勢(shì);鋰離子電池雖然單體可以實(shí)現(xiàn)幾千次的循環(huán)壽命，但因單體容量小、大量單體成組后的電池組循環(huán)壽命大幅縮短，在儲(chǔ)能系統(tǒng)用的高壓電池組(600V)80%DOD達(dá)到2000次就是很高的門檻，儲(chǔ)能系統(tǒng)中其度電成本依然較高。
憑借優(yōu)異的循環(huán)性能，F(xiàn)CP鉛炭電池把度電成本大幅度降低至約鋰離子電池的1/2、傳統(tǒng)鉛酸電池的1/3。圖示是考慮電池充放電能量轉(zhuǎn)換損耗及殘值、不考慮不確定的運(yùn)輸和貨款占?jí)撼杀?，?duì)傳統(tǒng)鉛酸電池、鋰離子電池和FCP鉛炭電池在儲(chǔ)能系統(tǒng)中度電成本的經(jīng)濟(jì)對(duì)比。
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用，F(xiàn)CP鉛炭電池在規(guī)模化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上可望把度電成本降至0.4元以下，可見FCP鉛炭電池性價(jià)比優(yōu)異，經(jīng)濟(jì)性領(lǐng)先，為儲(chǔ)能系統(tǒng)在可再生能源接入、負(fù)荷區(qū)消峰填谷、微電網(wǎng)儲(chǔ)能中的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了條件。
未來前景
儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)以可靠和具有經(jīng)濟(jì)效益的可再生能源為基礎(chǔ)的能源供應(yīng)體系的關(guān)鍵因素。圣陽電源鉛炭電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，可全面應(yīng)用于包括可再生能源接入、削峰填谷、微電網(wǎng)等用分布式、規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。憑借其優(yōu)異的循環(huán)性能和卓越的成組性能，度電成本直逼抽水蓄能，提供了具有很好經(jīng)濟(jì)性的化學(xué)電源規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案，在合理整合扶持政策，大幅提高補(bǔ)助資金效率的基礎(chǔ)上，可推進(jìn)規(guī)模儲(chǔ)能進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營新階段。
1、典型案例：
可再生能源平滑接入
系統(tǒng)由2MWp屋頂光伏，76KWp車棚光伏、10KW風(fēng)機(jī)、充電樁、500/500KWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(其中：250KW/250KWh鉛炭電池儲(chǔ)能系統(tǒng))組成，采用高效的變流及控制設(shè)備，以及先進(jìn)的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、保護(hù)和管理。該系統(tǒng)可以最大化利用分布式發(fā)電和發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)最佳效能的控制指標(biāo)，實(shí)施調(diào)整控制策略，實(shí)現(xiàn)與外電網(wǎng)的雙向互動(dòng)和系統(tǒng)全自動(dòng)化運(yùn)行。
2、典型案例：
負(fù)荷區(qū)消峰填谷
863先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域智能電網(wǎng)重大課題六——高密度多接入點(diǎn)建筑光伏系統(tǒng)并網(wǎng)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)，由中科院電工所研究牽頭，中國電力科學(xué)研究院、天津大學(xué)、上海電力學(xué)院等多家科研機(jī)構(gòu)和優(yōu)秀企業(yè)，歷時(shí)4年共同研發(fā)完成。課題依托20MW區(qū)域性高密度，多接入點(diǎn)建筑光伏示范項(xiàng)目，掌握并網(wǎng)穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、系統(tǒng)安全保護(hù)、能量管理四方面的關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備，形成高密度建筑光伏系統(tǒng)與配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的技術(shù)體系，為我國大規(guī)模推廣區(qū)域分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供技術(shù)支持。
作為課題關(guān)鍵考核指標(biāo)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，選用了圣陽電源FCP鉛炭?jī)?chǔ)能電池(1MW/500KWh)、管式膠體電池集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)(1MW/500KWh)，模塊化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成化、集約化，分布式接入儲(chǔ)能容量達(dá)1MWh，最大輸出功率達(dá)2MW。
3、典型案例：
微電網(wǎng)儲(chǔ)能
上海電力學(xué)院智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)中心建設(shè)工程是上海電力學(xué)院085工程重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于上海電力學(xué)院楊浦北校區(qū)(長(zhǎng)陽路2588號(hào))，將充分利用校園內(nèi)的樓頂以及空曠地帶，安裝一定容量的光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，并接入微型燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車充電站、模擬柴油發(fā)電系統(tǒng)，與大電網(wǎng)一起為校園內(nèi)負(fù)荷供電，工程計(jì)劃建設(shè)光伏222.75kW，風(fēng)電10kW，微型燃機(jī)55kW，模擬柴發(fā)50kW，接入負(fù)荷208kW，儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模300KW(其中：100KW/500KWh鉛炭電池儲(chǔ)能系統(tǒng))，另外在研究生宿舍樓建設(shè)智能用電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能用電雙向互動(dòng)。
