可再生能源与智能电网是什么关系

在19世纪中叶煤炭发展之前，所有使用的能源都是可再生能源，其主要来源是人力和畜力的形式利用牛，骡，马，水磨和风磨粮食，和柴火。在右边的美国能源使用的两幅曲线图中，直到1900年的石油和天然气的重要性，和风能和太阳能在2010年发挥一样的重要性。

除了核能、潮汐能、地热能之外，人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气，主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力，水力，海洋潮流等等，也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。

木材

柴是最早使用的典型的生物质能源，烧柴在煮食和提供热力很重要，它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。

役用动物

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

水能

磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。

风能

人类已经使用了风力几百年了。如风车，帆船等。

太阳能

自古人类懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。

地热能

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。

海洋能

海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源，海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等，一些沿海国家的海岸线，就很适合用来作潮汐发电。

生物能

生物质能是指能够当做燃料或者工业原料，活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料，或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能，包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气（甲烷）牛粪等。

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在新能源发电中，风能、太阳能发电具有间歇性、不稳定性的特点。储能设备可与新能源进行配套，跟踪计划出力，减少弃风弃光对发电企业影响；优化新能源电站出力，平抑波动；解决微电网系统可靠供电保证问题。通过储能系统快速充放电能力，可以快速响应电网系统对新能源系统出力的要求，在新能源限发时储能系统进行充电，解除限发后储能系统放电，减少弃风弃光对发电企业影响。通过储能系统快速充放电，实现大功率动态调节，减少外部条件对新能源发电系统影响，实现新能源电力可控性，减少对电网冲击。光伏、风电等新能源发电单元通过与储能系统结合，可以可靠的解决偏远无电地区的供电问题。储能技术主要分为物理储能，电化学储能，电磁储能三类。电化学储能可应用于可再生能源并网，用户侧分布式以及微电网系统支撑。

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　智能电网，是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。当今世界各国因经济水平和发展战略不同，智能电网建设的水平和侧重目标亦不相同。美国侧重于利用可再生能源发电，以解决电网老化和设备更新升级等问题。欧盟扩大可再生资源利用，则将目标指向减少温室气体排放，提高能源利用效率。中国当前的目标，则是建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。

举例而言，位于河西走廊西段的酒泉市素有“世界风库”之称。甘肃省近年来在此建设了我国首个千万千瓦级风电基地——甘肃酒泉千万千瓦级风电场，2010年底实现装机容量550.45万千瓦，风电发电量突破20亿千瓦时，接近了三峡电站的发电量。但是风电的外送和并网问题一直是困扰风电发展的大难题，只有通过加快建设特高压智能电网，才能提升对可再生能源的接纳能力，为可再生能源的发展提供高效的发展平台。

第一章　总则第一条　为了促进可再生能源并网发电，规范电网企业全额收购可再生能源电量行为，根据《中华人民共和国可再生能源法》、《电力监管条例》和国家有关规定，制定本办法。第二条　本办法所称可再生能源发电是指水力发电、风力发电、生物质发电、太阳能发电、海洋能发电和地热能发电。

前款所称生物质发电包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。第三条　国家电力监管委员会及其派出机构（以下简称电力监管机构）依照本办法对电网企业全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目上网电量的情况实施监管。第四条　电力企业应当依照法律、行政法规和规章的有关规定，从事可再生能源电力的建设、生产和交易，并依法接受电力监管机构的监管。

电网企业全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目上网电量，可再生能源发电企业应当协助、配合。第二章　监管职责第五条　电力监管机构对电网企业建设可再生能源发电项目接入工程的情况实施监管。

省级以上电网企业应当制订可再生能源发电配套电网设施建设规划，经省级人民政府和国务院有关部门批准后，报电力监管机构备案。

电网企业应当按照规划建设或者改造可再生能源发电配套电网设施，按期完成可再生能源发电项目接入工程的建设、调试、验收和投入使用，保证可再生能源并网发电机组电力送出的必要网络条件。第六条　电力监管机构对可再生能源发电机组与电网并网的情况实施监管。

可再生能源发电机组并网应当符合国家规定的可再生能源电力并网技术标准，并通过电力监管机构组织的并网安全性评价。

电网企业应当与可再生能源发电企业签订购售电合同和并网调度协议。国家电力监管委员会根据可再生能源发电的特点，制定并发布可再生能源发电的购售电合同和并网调度协议的示范文本。第七条　电力监管机构对电网企业为可再生能源发电及时提供上网服务的情况实施监管。第八条　电力监管机构对电力调度机构优先调度可再生能源发电的情况实施监管。

电力调度机构应当按照国家有关规定和保证可再生能源发电全额上网的要求，编制发电调度计划并组织实施。电力调度机构进行日计划方式安排和实时调度，除因不可抗力或者有危及电网安全稳定的情形外，不得限制可再生能源发电出力。本办法所称危及电网安全稳定的情形，由电力监管机构组织认定。

电力调度机构应当根据国家有关规定，制定符合可再生能源发电机组特性、保证可再生能源发电全额上网的具体操作规则，报电力监管机构备案。跨省跨区电力调度的具体操作规则，应当充分发挥跨流域调节和水火补偿错峰效益，跨省跨区实现可再生能源发电全额上网。第九条　电力监管机构对可再生能源并网发电安全运行的情况实施监管。

电网企业应当加强输电设备和技术支持系统的维护，加强电力可靠性管理，保障设备安全，避免或者减少因设备原因导致可再生能源发电不能全额上网。

电网企业和可再生能源发电企业设备维护和保障设备安全的责任分界点，按照国家有关规定执行；国家有关规定未明确的，由双方协商确定。第十条　电力监管机构对电网企业全额收购可再生能源发电上网电量的情况实施监管。

电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量。因不可抗力或者有危及电网安全稳定的情形，可再生能源发电未能全额上网的，电网企业应当及时将未能全额上网的持续时间、估计电量、具体原因等书面通知可再生能源发电企业。电网企业应当将可再生能源发电未能全额上网的情况、原因、改进措施等报电力监管机构，电力监管机构应当监督电网企业落实改进措施。第十一条　电力监管机构对可再生能源发电电费结算的情况实施监管。

电网企业应当严格按照国家核定的可再生能源发电上网电价、补贴标准和购售电合同，及时、足额结算电费和补贴。可再生能源发电机组上网电价、电费结算按照国家有关规定执行。第十二条　电力监管机构对电力企业记载和保存可再生能源发电有关资料的情况实施监管。

电力企业应当真实、完整地记载和保存可再生能源发电的有关资料。第三章　监管措施

2011年(辛卯年)11月28日，中国泰州新能源高层论坛吸引了全国各地200多位嘉宾参加。中策资本集团董事局主席黄友权怀揣着《钒电池在新能源产业的应用》报告在台上做了精彩的演讲。依据规划，该项目占地1800亩，一期工程将在2012年投产，届时可形成25亿元的销售额，2013年全部投产后，有望形成100亿元的产业规模，届时中策资本集团旗下的洋泰能源(泰州)有限公司将成为全球最大的钒电池生产商。所生产的钒电池将从泰州集成后走向全球。

近日全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统应用示范工程通过了辽宁电力(行情 专区)勘测设计院的验收，目前已经全面投入运行。业内人士指出，在上述示范项目的良好带头作用下，如果今后全钒液流电池在核心技术研发、稳定性、成本控制等诸多方面取得更大的突破，则将有望成为储能行业的“黑马”；再加上我国新能源产业也将步入“钒电池时代”，预计钒矿相关个股如明星电力(行情 股吧 买卖点)、国星光电(行情 股吧 买卖点)、天兴仪表(行情 股吧 买卖点)及海亮股份(行情 股吧 买卖点)将获得资金的青睐。 近年来，风力发电在中国发展得十分迅猛。截至2012年底，风电累计装机容量达到7532.4万千瓦；但是，由于风能等可再生能源具有不连续、不稳定的非稳态特性，大规模并网后对电网调峰、调频及电能质量均会带来不利影响。因此，随着风电装机容量占电网电力比例的提高，弃风限电现象也频频出现。

有专家指出，如何提高电网对于可再生能源的接纳能力，减少弃风并提高可再生能源利用效率成为今后我国需要解决的重大问题。

据相关媒体报道，与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一。2012年，美国制定的储能技术发展规划已经将全钒液流电池列在首位。据悉，大规模储能电池有三个基本要求：高安全性、生命周期性价比高及生命周期环境友好。

作为当前储能的首选技术之一，全钒液流电池储能系统安全性高，在常温常压下运行时，电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出，再通过热交换排至系统之外；而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液，系统运行安全性高。

正因为全钒液流电池储能系统拥有诸多优势，有业内分析人士表示，全钒液流电池技术未来在储能行业具备无可估量的发展潜力，甚至有可能将改变未来的能源格局。

而此次通过验收的全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统，其背后是大连化物所与大连融科储能技术发展有限公司长达13年的自主创新研发与合作。分析人士表示，示范项目的成功运行标志着我国全钒液流电池技术达到了国际领先水平，这为可再生能源的普及应用提供了有效的技术支撑，具有重要的社会效益并将产生重大的经济效益。

中国万亿储能市场将启动

按照我国《新能源汽车(行情 专区)产业发展规划》和近年来电池行业数据的测算，钒电池所应用的风电储能设备和城市调峰储能设备市场规模将在11000亿元左右，为国家经济发展的大趋势又给钒电池产业带来了历史性机遇。

未来，钒电池将引导世界纯电动汽车的电池潮流。日前，钒电池已经列入国家“863计划”备选项目，中德“波恩项目”新能源汽车项目已于2011年4月份在海南岛奠基，投资上百亿，而钒电池就属于重点之一。

目前关于钒电池，政府层面与产业界以及学术界都有共识，均认为钒电池在中国具备发展前景。首先，中国钒矿资源丰富，拥有核心技术，通过跨国整合，目前中国公司已掌握了世界的钒电池关键技术，钒电池的特点也适合中国电网的需求，如寿命长、可重复放电、可靠性高，完全能满足中国建设智能电网的需求。

据了解，在日本用于电站调峰和风力储能的钒电池发展迅速，大功率的钒电池储能系统已投入使用，并全力推进其商业化进程。但在我国，钒电池产业还处于起步阶段。针对国内在钒电池领域的萌芽状况，中策资本集团凭借在矿产能源领域的广泛投资，目前在徐州、南阳等地建立了钒电池原材料(行情 专区)生产基地，并在国内最大的风力发电基地甘肃玉门建立了风、光、电储一体化的国家级示范基地。此外，该集团通过股权纽带引进了日本、韩国钒电池新技术，再进行吸收、消化和创新，组建了中日韩工程技术联合研发中心，并在全球多个国家申请了专利。

据相关资料显示，我国钒储量占全球钒储量的35%，居全球第一位；我国钒产量占到全球产量的48%，2010年我国钒产量达到6.15万吨，优越的资源禀赋为我国发展钒电池产业创造了得天独厚的条件。

业内人士表示，钒电池是一种基于金属钒元素的氧化还原电池储能系统，非常适用于大型静态储能，未来将被广泛应用于太阳能、风能发电储能设备、电站储能调峰以及电动汽车等领域，或成为未来电池发展的重要方向。而为了减少风电、光伏发电对电网的冲击，每台发电装置需配备一款功率相当于其功率10%-50%，且储能需求高于风电装机容量的20%以上的储能蓄电池。有券商分析师估算，2020年中国的钒电池市场规模将达到1.6万亿元，其中风电的产值将是主要部分。

涉钒概念股引关注

在全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统应用示范工程这一示范项目的良好带头作用下，未来钒电池有望成为储能行业的“黑马”；再加上我国新能源产业也将步入“钒电池时代”，预计钒矿相关个股如明星电力、国星光电、天兴仪表及海亮股份将获得资金的青睐。

明星电力(600101)：有分析人士指出，钒具有“现代工业的味精”之称。公司持有四川奥深达资源投资开发公司100%的股权，奥深达公司在矿产勘探、开发等方面开展了大量的工作，公司已获得四川甘孜和平武、陕西山阳、西藏江达、新疆且末等地的铁、锰、钒、银、铜、铅、锌等各类矿权共7宗。其中，奥深达的核心资产为持股比例75%的陕西山阳县杨洼钒矿项目(已经获得采矿权).

国星光电(002449)：2013年1月，公司股东大会同意调整钒业项目的投资实施主体，将以龙宇钒业为主体继续实施该项目。而龙宇钒业自2005年底依赖拥有河南省淅川县打磨沟的钒矿采矿权，并已取得国土资源部门颁发的采矿许可证，该矿区矿石中主要有益元素是五氧化二钒。

天兴仪表(000710)：2008年6月，公司完成收购鑫地隆矿业公司70%的股权，目前该公司已取得了耀岭河钒矿的采矿许可证，有效期限为3年，自2010年12月28日至2013年12月28日。该项目勘查面积为6.46平方公里，目前鑫地隆所拥有的耀岭河钒矿内蕴矿石储量2382万吨，该项目工程建设(行情 专区)需投入资金6000万元左右，公司尚需筹措资金才能进行投资建设。

海亮股份(002203)：公司持有恒昊矿业股份5000万股的股权，占恒昊矿业增发后总股本的12.89%。据悉，恒昊矿业拥有四座镍矿山、一座钒矿山、两座锰矿山和两座铜钼矿山，钒金属储量达42.03万吨。 一、电堆作为发生反应的场所与存放电解液的储罐分开，从根本上克服了传统电池的自放电现象。功率只取决于电堆大小，容量只取决于电解液储量和浓度，设计非常灵活；当功率一定时，要增加储能容量，只需要增大电解液储罐容积或提高电解液体积或浓度即可，而不需改变电堆大小；可通过更换或添加充电状态的电解液实现“瞬间充电”的目的。可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站，适应性很强。

二、充、放电性能好，可以进行大功率的充电和放电，也可以允许浮充和深度放电。对铅酸蓄电池来说，放电电流越大，电池的寿命越短；放电深度越深，电池的寿命也越短。而钒电池放电深度即使达到100%，也不会对电池造成影响。而且钒电池不易发生短路， 这就避免了因短路而引起的爆炸等安全问题。

三、可充放电次数极大，理论上寿命是无数次。充放电时间比为1：1，而铅酸电池是4：1。而且钒电池充、放切换响应速度快，小于20毫秒，非常有利于均衡供电。

四、能量效率高，直流对直流能量效率可以达到80%以上，而铅酸电池只有60%左右。钒电池组中的各个单位电池状态基本一致，维护简单方便。

五、选址自由度大，占地少，系统可全自动封闭运行，不会产生酸雾，没有酸腐蚀。电解液可反复利用，无排放，维护简单，操作成本低。是一种绿色环保储能技术。因此对于可再生能源发电，钒电池是铅酸电池理想的替代品。 与其它化学电源相比，钒电池具有明显的优越性，主要优点如下：

1.功率大：通过增加单片电池的数量和电极面积，即可增加钒电池的功率，美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。

2.容量大：通过任意增加电解液的体积，即可任意增加钒电池的电量，可达吉瓦时以上；通过提高电解液的浓度，即可成倍增加钒电池的电量。

3.效率高：由于钒电池的电极催化活性高，且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中，避免了正、负极活性物质的自放电消耗，钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上，远高于铅酸电池的45%。

4.寿命长：由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中，充放电时无其它电池常有的物相变化，可深度放电而不损伤电池，电池使用寿命长。加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年，充放循环寿命超过18000次，远远高于固定型铅酸电池的1000次。

5.响应速度快：钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动，在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒，响应速度1毫秒。

6.可瞬间充电：通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。

7.安全性高：钒电池无潜在的爆炸或着火危险，即使将正、负极电解液混合也无危险，只是电解液温度略有升高。

8.成本低：除离子膜外，钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料，材料来源丰富，易回收，不需要贵金属作电极催化剂，成本低。

9.钒电池选址自由度大，可全自动封闭运行，无污染。 钒电池存在的技术问题主要有两个，第一，钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳毡纤维，恶化电堆性能，直至电堆报废，而电堆在长时间运行过程中电解液温度很容易超过45摄氏度。第二，石墨极板要被正极液刻蚀，如果用户操作得当，石墨板能使用两年，如果用户操作不当，一次充电就能让石墨板完全刻蚀，电堆只能报废。在正常使用情况下，每隔两个月就要由专业人士进行一次维护，这种高频次的维护费钱、费力。

另外，钒电池成本过高。以一个五千瓦电池为例，电解液（一立方，1.8mol/L）17万、控制系统10万、隔膜7万、板框4万、石墨板1.5万、泵0.7万、碳毡0.4万，总共40.6万，这只是主要材料成本，没计入次要材料成本和人力成本。因此，一个五千瓦钒电池的成本在四十万以上，高出相同规格铅酸电池的成本数倍。

从环保的角度来说，钒电池压根就不环保，配制电解液用到的原料、正极沉淀以及泄漏的正极液经风干后形成的薄层都有一样相同东西，那就是五氧化二钒，它是一种剧毒化学品。

因此，钒电池还有很多问题需要解决，让人无法乐观的是，钒电池在国内被研究十多年来还没有哪家科研机构取得了突破。 钒电池（VRB）是一种新型清洁能源存储装置，经过美国、日本、澳大利亚等国家的应用验证，与市场中的铅酸蓄电池、镍氢电池相比，具有大功率、长寿命、支持频繁大电流充放电、绿色无污染等明显技术优势，主要应用于再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统、海岛应用等领域。

早在60年代，就有铁—铬体系的氧化还原电池问世，但是钒系的氧化还原电池是在1985年由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kacos提出，经过十多年的研发，钒电池技术已经趋近成熟。在日本，用于电站调峰和风力储能的固定型（相对于电动车用而言）钒电池发展迅速，大功率的钒电池储能系统已投入实用，并全力推进其商业化进程。 前期工作：我单位从1995年率先在国内开始钒电池的研制。先后研制成功了20W、100W、500W的钒电池样机，在钒电池的关键技术上有所突破，填补了国内空白。成功开发了四价钒溶液制备、导电塑料成型及批量生产、中型电池组装配和调试等技术。1998年，500w的钒电池样机用于电瓶车的驱动。现已研制出800W的产品样机。