储能技术分析（技术储能关键技术研究）

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北极星储能网讯:为了反映和充分展示国内外学者在“储能关键技术”方面的最新研究成果，《中国电力》编辑部组织了“储能关键技术”栏目。本文将“国网能源研究院”、“河海大学”、“上海交通大学”、“浙江省能源集团有限公司”等单位的4篇栏目文章进行推送，以飨读者！

（来源：中国电力微信公众号；IDELECTRIC-POWER）

适应电力市场环境下的电化学储能应用及关键问题

引文信息

胡静, 黄碧斌, 蒋莉萍, 等. 适应电力市场环境下的电化学储能应用及关键问题[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 100-107.

HU Jing, HUANG Bibin, JIANG Liping, et al. Application and major issues of electrochemical energy storage under the environment of power market[J]. Electric Power, 2020, 53(1): 100-107.

摘 要

近年来，随着中国储能产业相关政策出台和落地实施，中国电化学储能技术应用快速发展，已在电力系统发输配用各个环节得到示范或商业化应用。但目前电化学储能总体仍处于发展初期，在盈利模式、发展规划、规范管理、消防安全等方面还有待清晰和完善。从发展规模、技术经济性、政策环境等方面阐述中国电化学储能发展现状，提出电化学储能的具体应用场景、商业模式和投资回报机制，并量化分析不同场景下的项目经济性，围绕项目投资属性、发展规划、电价及市场机制、接入和调度运行管理、安全防护、共享平台等6个关键问题分别进行分析，并提出相关建议，促进电化学储能健康有序发展。

结 论

在近中期，为促进电化学储能健康有序发展，提出以下政策建议。（1）建议要求集中式新能源项目配置一定比例的储能。推动将储能作为改善新能源并网特性、平滑新能源出力的必要技术措施，通过完善提高可再生能源发电并网技术要求，在电源核准时按照一定比例进行配置，保障电网安全稳定运行及可再生能源发电的高效运行。（2）建立峰谷分时电价动态调整机制。国家价格主管部门应以改善负荷特性、引导储能有序发展为目标，建立客户侧峰谷分时电价定期评估和动态调整机制，统筹考虑各地区供需平衡、储能规模等，按照“一省一策”择机推动价格调整。（3）考虑将特殊应用场景的电网侧储能纳入输配电价监管。推动将保障系统安全和保障输配电功能的电网侧储能纳入下一轮监审办法，计入有效资产或准许成本，但要加强规划、投资相关监管，进行科学规划和综合方案比选论证，通过示范项目实际运行状态数据分析，合理评估电网侧储能核定成本。（4）建立健全辅助服务和电力现货市场交易机制。根据电力市场改革进程，推动建立健全储能参与辅助服务市场、电力现货市场等市场交易的相关政策和机制，以市场化机制引导储能产业健康发展。

基于Fréchet算法的电化学储能AGC控制性能评价指标

引文信息

黄昊, 吴继平, 滕贤亮, 等. 基于Fréchet算法的电化学储能AGC控制性能评价指标[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 108-114.

HUANG Hao, WU Jiping, TENG Xianliang, et al. Performance indices of electrochemical energy storage for AGC control based on the discrete Fréchet algorithm[J]. Electric Power, 2020, 53(1): 108-114.

摘 要

电化学储能快速精准的调节特性非常适用于电网调频。为准确评价储能调节资源参与自动发电控制（AGC）的控制性能，基于Fréchet距离算法，通过计算时间周期内储能实际出力与理想出力曲线的相似度，提出了表征储能调节性能的相似度、延迟度、偏差度和贡献度指标。新型指标不仅能够准确表征储能的调节性能以及调节效果，同时也能适应常规机组的考核评价。基于储能和常规机组实际运行数据进行了算例计算，对比分析结果验证了提出指标的有效性。

结 论

基于Fréchet距离判别相似性的算法，本文提出了基于曲线相似性的相似度指标、延迟度指标以及偏差度指标和贡献度指标，利用电化学储能和常规机组的实际调节数据，对提出的调节性能指标进行了算例验证，结果证明了新型指标的有效性。其中，提出的新型性能指标具有如下特点：（1）相似度算法适应电化学储能调节特性，不受计算窗长度和初始值变化的影响，具有很好的鲁棒性；（2）提出的性能指标同时适应储能机组和常规机组调节特性，能够将不同调节特性的调节资源纳入统一性能评价，满足辅助服务市场的技术要求；（3）性能指标在计算结果上简单明了，便于在实际运行中对电化学储能参与调频进行快速计算与能力分析。

含风电制氢装置的综合能源系统优化运行

引文信息

郭梦婕, 严正, 周云, 等. 含风电制氢装置的综合能源系统优化运行[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 115-123, 161.

GUO Mengjie, YAN Zheng, ZHOU Yun, et al. Optimized operation design of integrated energy system with wind power hydrogen production[J]. Electric Power, 2020, 53(1): 115-123, 161.

摘 要

随着全球环境污染问题的加剧以及能源结构调整，氢能作为一种高度清洁的可再生能源成为世界各国研究热点，合理利用氢能是解决能源危机和环境问题的有效途径。考虑风电制氢装置在综合能源系统中的应用，研究了含电制氢装置的不同控制方式，提出了含电制氢装置的综合能源系统优化模型。通过多种能源之间的相互转化，同时满足电力、氢气以及热负荷需求。算例仿真结果验证了所提模型的有效性，分析了风电制氢装置对于降低系统运行成本、提高清洁能源消纳量的重要作用，对比了不同氢气负荷需求下系统的运行情况，仿真结果说明合理安排氢气负荷有利于进一步促进系统绿色、经济运行。

结 论

本文考虑了风电制氢装置在综合能源系统中的应用，基于综合能源系统的不同控制方式，提出了含电制氢装置的综合能源系统优化模型，计及了多种能源之间的相互转化，能够同时满足电力、氢气以及热负荷需求。算例仿真结果验证了所提模型的有效性，分析了风电制氢装置对于降低系统运行成本、提高清洁能源消纳量的重要作用，对比了不同氢气负荷需求下系统的运行情况，合理安排氢气负荷有利于进一步促进系统绿色、经济运行。（1）相比于传统的综合能源系统，本文所提含风电制氢的综合能源系统可利用电制氢装置实现电能向氢能的转换，一方面满足工业氢气的使用，另一方面有利于提高富余风电的消纳，同时降低了系统的运行成本。（2）对比综合能源系统中不同的氢负荷需求下的运行结果可知，合理安排氢气负荷需求有利于进一步促进综合能源系统的绿色、经济运行。下一步将考虑可再生能源不确定性对综合能源系统运行的影响。

耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统优化

引文信息

李建设, 董益华, 罗海华. 耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统优化[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 124-129.

LI Jianshe, DONG Yihua, LUO Haihua. Optimization of liquefied air energy storage system coupled with organic rankine cycle[J]. Electric Power, 2020, 53(1): 124-129.

摘 要

储能是解决风能和太阳能等可再生能源发电间歇性和不稳定性的重要技术途径。针对常规液化空气储能系统循环效率较低的问题，引入有机朗肯循环以利用空气液化阶段产生的压缩热。构建耦合有机朗肯循环的液化空气储能系统，以系统循环效率和空气释能发电阶段㶲效率为目标函数，以压缩机组出口压力、低温泵出口压力、冷箱窄点温差和换热器效能为决策变量，运用非劣分类遗传算法NSGA-Ⅱ进行多目标优化。绘制Pareto最优前沿曲线，采用TOPSIS优选法，得到贴近度最大的系统最优设计方案，与之对应的系统循环效率为62.75%。

结 论

液化空气储能具有不受地理条件限制的特点，并且还可以生产多种产品，但循环效率较低。本文构建耦合有机朗肯循环液化空气储能系统，以系统循环效率和空气释能发电阶段㶲效率为目标函数，采用NSGA-II算法进行优化。得到以下结论。（1）系统循环效率和空气释能发电阶段㶲效率是相互矛盾的，很难找到系统循环效率和空气释能发电阶段㶲效率都高的工况。（2）运用NSGA-Ⅱ算法、Pareto最优前沿和TOPSIS优选法，得到了贴近度最大的系统最优设计方案。相对应的系统循环效率为62.75%，空气释能发电阶段㶲效率为87.23%，贴近度为66.51%；对应决策变量的设计参数为：压缩机组出口压力为6.12 MPa，低温泵出口压力为11.85 MPa，冷箱窄点温差为23.0 K，换热器效能为0.85。（3）耦合有机朗肯循环液化空气储能系统由于利用了空气液化阶段产生的压缩热，提高了系统的循环效率。对应的系统循环效率超过60%，较常规的液化空气储能系统提高约10个百分点。

原标题:储能关键技术研究

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