可再生能源有哪些

二次能源是一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源。主要有电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽、热水和汽油、煤油、柴油、重油等石油制品。在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，亦属二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，统称二次能源。如电能是由煤炭、石油、天然气、水力等一次能源转换来的，在火电厂燃料燃烧之后先变成蒸汽热能，蒸汽再去推动汽轮机变成机械能，汽轮机又带动发电机转换成电能，一共转换了三次，仍叫二次能源。除余能外，一般来说，二次能源大都是提高了品位的能源，应珍惜使用。

基本介绍中文名 ：二次能源 外文名 ：Secondary energy 种类 ：过程性能源、含能体能源 作用 ：商品载体进行人类能源转换 别称 ：次级能源、人工能源 概述,一次能源,二次能源,分类,利用意义,二次能源存储技术,发展储能技术的意义,热能,电能,机械能,氢能,二次能源在钢铁行业的套用,现状,解决方法, 概述 一次能源 含义：是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。 包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。 分类：分为再生能源和非再生能源两大类。 再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等，它们在自然界可以循环再生； 非再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的，用掉一点，便少一点。 二次能源 二次能源和一次能源不同，它不是直接取自自然界，只能由一次能源加工转换后得到，因此严格的说它不是“能源”，而应称之为“二次能”。能源危机，可再生能源等都不涉及二次能源。 含义：也称“次级能源”或“人工能源”，是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源。 包括：煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、电力、蒸汽、热水、氢能等。 一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源都被称为二次能源。在生产过程中的裕压、余热，如锅炉烟道排放的高温烟气，反应装置排放的可燃废气、废蒸汽、废热水，密闭反应器向外排放的有压流体等也属于二次能源。 二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸汽能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后，经由电风扇，再转化成风能，这时风能亦可称为二次能源，二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。 分类 二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”。 电能是套用最广的过程性能源； 汽油和柴油是目前套用最广的含能体能源。 利用意义 二次能源作为商品载体进行人类能源转换，它的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。 电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起著特殊的作用。提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一。 二次能源存储技术 发展储能技术的意义 1、节省一次能源资源，节约和有效使用化石燃料。通过储能技术，可均匀负载，调节负荷，提高发电机组、送变电设备、空调系统的利用率，或降低设备容量和投资成本。 2、回收和利用在能源生产、输送、分配、使用过程中被浪费的能量，其中最突出的是工业生产排放的大量低品位热能。 3、为了从自然界中获取太阳能、风能、潮汐能、波浪能这类间断性能源并加以有效的利用，必须要配备相应的储能系统。 4、储能技术的发展为科技生产提供了各种间断性能源或特殊紧急用能。例如，氢能汽车、氢能飞机的储氢罐，储能机车的大型蓄电池组，家用空调系统中的蓄冷池，太空梭、人造卫星中的高效电池，乃至由超异储能装置产生巨大的电力脉冲来驱动反飞弹雷射器、电磁炮和粒子束武器等。 热能 热能的储存方法可分为物理蓄热和化学蓄热。 物理蓄热是利用储热介质的热物理性能，如在温度改变时要相应地吸收或释放出一定的热量(显热)，在发生相变时要吸收或释放出相应的潜热(相变热)，以及晶体材料在结晶与溶解过程中产生相应的结构变化热等。最早的热能储存技术是利用物质的显热。水和各种碎石、耐火砖、方镁石块等都是较理想的显热储存介质。显热的储存及释放是一个无相变的非等温过程。近年来，相变储热(特别是固一液相变，获得很大发展，它的优点是吸热、放热时温度变化不大，具有恒定的热力学效率和产热能力，且其贮热密度远高于显热贮热。 化学蓄热：是利用可逆化学反应的热效应进行蓄热。当反应正向进行时吸收热量，将热存储起来；当反应逆向进行时，化学能转变为热能放出。其中，可以利用化学反应时伴随发生的热量吸收来储热，也可以利用可逆吸附或吸收过程的热效应及化学反应时伴随浓度变化的热效应来储热。优点是具有较高的贮热密度与热力学效率，同时，由于具有热效应的化学反应种类繁多、比比皆是，为各种场合下工业和科技的储能需要提供了广阔的选择余地。化学蓄热特别适合于高温蓄热领域，在热管技术化学热泵、太阳能集热装置等技术领域据偶遇广泛的实用价值。 电能 电能由于其易于生产、输送、使用及转变成其它形式能量等突出优点，而成为不业化社会的命脉。水能、核能、风能和一部分化石燃料，都是首先转变为电能之后再提供工农业、交通运输业和居民生活使用的。但是，电能的储存性能极差，一般都要先把电能转换成其它形式的能量再加以储存。 常用的电能转换储存技术包括电能一机械能、电能一静电能、电能一磁能和电能一化学能四大类。其中，近年来发展较快的是高性能蓄电池和超导储能装置。 电能一机械能转换存储。为了解决火力发电站的削峰”问题，早期发展了蓄水发电系统。例如，美国70年代在密执安湖边的悬崖上修建一座高出湖面的人工水库，在发电厂低峰时间，利用剩余电力将湖水抽上水库将电能转受成位能加以储存；用电高峰时通过涵道将水库中的水放回湖里，并利用水位落差开动水轮发电机组，蓄水发电系统的效率高达 67 %。近年来,国外又发展了压缩空气蓄能发电系统 ，利用发电厂附近的夭然岩洞、废弃矿井或人造地下洞窟,在用电低峰时利用多余电力开动空压机, 将压缩空气打入岩洞或洞窟内；高峰时放出压缩空气, 推动备用涡轮机一发电机系统, 将储存的机械能重新转换为电能馈入电网。 电能一静电能转换存储。电容器在充电时能够以静电场能的形式储存电能，放电时再释出电能。由于受到结构方面的限制 ,电容器的储能密度和能通量均比较小，作为储能系统来说用途远不如蓄电池广泛。但它的独特优点是储存的能量能在一瞬间全部释出，这是任何蓄电池都不可能达到的。近年来，由于人造卫星、太空梭等空间技术的发展，以及雷射武器、电磁炮、粒子束武器等新武器的研制，要求配备能够在极短时间内释放出巨大功率的电源。 电能一磁能转换存储，通电线圈能够以磁场形式存储能量。 机械能 在河流上游修筑河坝和蓄水库，蓄水的同时储存水能。 国外研制了用风车带动空气压缩机，有风时利用风能将空气压缩储存在容器中，再利用压缩空气推动小型涡轮发电机组发电。 飞轮储能。质量很大的飞轮在高速转动下储能。 氢能 早期利用高压钢瓶储存氢气或利用杜瓦瓶储存液氢。1969年以来，出现一种新型储氢材料，目前储氢材料主要有以TiFe为代表的钛系、以LaNi 5 为代表的镧系、以Mg 2 Ni为代表的镁系三大系列储氢合金，还有一些混合合金、非结晶合金等。 二次能源在钢铁行业的套用 现状 在钢铁生产流程各工序中，二次能源的产生量很大，理论产生量约为408.73千克标煤/吨(修正的基准温度下)，如果充分利用现有技术，二次能源回收利用率可以达到约85.6%。目前我国钢铁工业在二次能源利用上存在着一定的问题：一是落后产能影响整体能效水平的提高；二是我国钢铁工业在余热余能回收效果上与国外先进水平相比还有一定差距。 提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一，表现为： 1、二次能源回收利用技术的节能效果和普及率有待提高 各企业二次能源利用情况对于工序能耗的影响很大，但部分企业尚未采用有效的二次能源利用技术，已实施的节能技术在各企业间的效果差距也很大。 2、二次能源自发电有待进一步加强 “十一五”期间，我国钢铁企业自发电水平已有较大幅度提高，自发电比例从2005年的19.4%提高至2010年的31.9%，但与自发电水平较高的日本相比仍有较大差距。 目前，发电是钢企利用二次能源的一个重要途径。提高自发电比例目的在于充分利用生产过程中产生的二次能源，但发电并不是唯一途径，还可适当开辟煤气等优质二次能源的利用途径，提高能源使用效率。 解决方法 1、普及和推广现有成熟的节能技术：干熄焦、高炉炉顶余压发电、转炉煤气回收、蓄热式轧钢加热炉、铸坯热装热送等，并着重对已有的节能技术的使用效果进行改进； 2、开发套用一批关键节能技术并实现产业化：包括烧结余热发电、焦化煤调湿、转炉低压饱和蒸汽发电等； 同时关注钢铁工业节能前沿技术的开发与套用：冶金渣显热回收、冶金副产煤气制取清洁能源等。

为了让大家更加全面清楚的了解储能，我特意开设了科普小课堂，每一期都会讲一些关于储能的小知识点，欢迎大家关注北极星储能网微信哦！本期的主题是储能中的飞轮储能。与其他形式的储能技术相比，飞轮储能具有使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便、对环境危害小等优点，因此得到广泛的应用。

知识点1：飞轮储能原理

飞轮储能的工作原理即在电力富裕条件下，由电能驱动飞轮到高速旋转，电能转变为机械能储存当系统需要时，飞轮减速，电动机作发电机运行，将飞轮动能转换成电能，供用户使用。飞轮储能通过转子的加速和减速，实现电能的存入和释放。

知识点2：飞轮储能结构

飞轮储能系统基本的结构包括以下五个组成部分：

飞轮轮子：

一般为高强度复合纤维材料组成，通过一定的绕线方式缠绕在与电机转子一体的金属轮毅上。

轴承：

利用永磁轴承、电磁轴承、超导悬浮轴承或其他低摩擦功耗轴承支承飞轮，并采用机械保护轴承。

电动发电机：

一般为直流永磁无刷同步电动发电互逆式双向电机。

电力转换器：

它是输入电能转化为直流电供给电机，输出电能进行调频、整流后供给负载的关键部件。

真空室：

为减少风损、防止高速旋转的飞轮发生安全事故，飞轮系统放置与高真空密封保护套筒内。

知识点3：飞轮储能优点

作为一种新型的物理储能方式，飞轮储能与传统化学电池相比，具备有以下优点：

1)充放电迅速。

从收到电网侧的调节信号到飞轮储能系统做出反应，时间极短，并且在之后数分钟时间内能够完成整个系统的充/放电过程，符合电网的短时响应与调节需求，相比于蓄电池、抽水蓄能、压缩空气等，具有较快的充/放电时间。

2)工作效率高。

一般的飞轮储能系统工作效率可以达到90%左右，相比于抽水蓄能的60%以及蓄电池储能的70%，具有明显的优势，而且采用磁悬浮轴承的飞轮储能系统，其工作效率更高，接近95%。

3)使用寿命长。

飞轮储能系统虽价格昂贵，但是设计良好，其年平均维护费用极低，充放电次数明显优于蓄电池储能等，其达到了百万数量级，且一般免维护的时间是在10a以上。

4)环保无污染。

由于机械储能的缘故，飞轮储能不会排放出污染环境的物质，其是一种环境友好型的绿色储能技术。此外，飞轮储能系统还具有模块性、建设时间短、事故后果影响低等优点。

知识点4：飞轮储能应 ​ 用

飞轮储能技术的应用主要集中在储能和峰值动力使用2大类，具体应用体现在以下几方面：

1)UPS不间断电源。

不间断电源(UPS)是一种利用储能装置向负载提供高质量电能的设备，在医疗设备、通信、计算机系统领域有着广泛的应用。目前UPS逐渐倾向于使用飞轮储能装置等新型储能设备，既减少了环境污染，延长了使用寿命，同时也提高了工作效率。

2)节能。

能源利用率一直是我们比较关注的话题，节能已经得到广泛的共识。传统的机械装置，进行机械制动后能量被转化为热能而流失，造成了一定程度上的浪费，降低了能源的使用效率。因此，通过飞轮储能装置把这部分能量转化为动能存储起来，在需要的时候，输出到系统中，可以减少能量损失，提高能量的利用率，目前主要的应用领域集中在新能源汽车和城市轨道交通等方面。

3)传统电力系统。

飞轮储能技术应用于传统电力系统，其能够较好地调节有功功率，削峰填谷，增大功率因数，稳定电压和频率，并对改善电能质量和稳定负荷具有良好的作用。暂态稳定性问题一直是电力系统稳定运行和分析的重点，依靠飞轮储能的瞬时功率大、响应迅速、充放电完成时间短等特点，投入到电力系统中，能够快速主动地参与电力系统动态过程，消除扰动并缩短暂态过程，尽量避免了电压崩溃、低频振荡等危险状况的出现，为电力系统恢复到稳定运行起到了积极作用。

4)微网。

目前，微网(Microgrid)作为一个小型发配电系统，能够实现自我监控、自我调节，既可以并网运行，也能独立运行。因此，相对于传统大电网而言，微网由于分布式电源多、位置灵活、分散等特点，需要有储能系统的支撑做保障。在微网能量充足时，飞轮储能系统将多余的能量存储起来，稳定端电压当微网发生故障，或出现功率性缺额现象时，将存储的能量释放出去，增强了局部供电可靠性，维持了微网的频率稳定。

5)可再生能源的并网。

飞轮储能技术的一个关键应用领域是可再生能源的并网。当前，风力发电、光伏发电等新能源因为清洁、巨量、可再生等优点，受到越来越多的关注。但是由于风光等可再生能源自身的间歇性和波动性，并网后增大了电网的冲击，对电力系统的安全稳定运行造成了一定的影响。而飞轮储能系统作为一个可灵活调控的有功源，能稳定并网频率和电压，减小可再生能源的波动性，削峰填谷，降低对电网的冲击，有效地改善可再生能源并网过程中产生的电能质量问题，确保安全性和可靠性。

关于微控新能源

深圳微控新能源技术有限公司（简称微控或微控新能源）是全球物理储能技术领航者。公司全球总部位于深圳，业务覆盖北美、欧洲、亚洲、拉美等地区，凭借“安全、可靠、高效”的全球领先的磁悬浮能源技术，产品与服务广泛受到华为、GE、ABB、西门子、爱默生等众多世界500强企业的信赖。

面向未来能源“更清洁、高密度、数字化”的三大趋势，公司持续致力于为战略性新兴产业提供能源运输、储存、回收、数据化管理提供系统解决方案。

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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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分布式电源装置是指功率为数千瓦至50 MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电，节省输变电投资、提高供电可靠性等等。

中文名

分布式电源

外文名

Distributed generation

分类方式

使用技术、能源类型、储能形式

性质

独立电源设备

意义

经济、环保、多样、安全、可靠等。分布式电源最简洁的定义是：不直接与集中输电系统相连的35kV及以下电压等级的电源，主要包括发电设备和储能装置。优势

(1)经济性：由于分布式发电位于用户侧，靠近负荷中心，因此大大减少了输配电网络的建设成本和损耗；同时，分布式发电规划和建设周期短，投资见效快，投资的风险较小。 

(2)环保性：分布式发电可广泛利用清洁可再生能源，减少化石能源的消耗和有害气体的排放。 

(3)灵活性：分布式发电系统多采用性能先进的中小型模块化设备，开停机快速，维修管理方便，调节灵活，且各电源相对独立，可满足削峰填谷、对重要用户供电等不同的需求。 

(4)安全性：分布式发电形式多样，能够减少对单一能源的依赖程度，在一定程度上缓解能源危机的扩大；同时，分布式发电位置分散，不易受意外灾害或突发事件的影响，具有抵御大规模停电的潜力。特点:分布式能源系统并不是简单地采用传统的发电技术，而是建立在自动控制系统、先进的材料技术、灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的新型能源生产系统。

组成分布式能源系统的发电系统具有如下特点：

①高效地利用发电产生的废能生成热和电；

②现场端的可再生能源系统；

③包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。分类分布式发电(Distributed Generation ,DG) 装置根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等；根据所使用的能源类型，DG可分为化石能源(煤炭、石油、天然气) 发电与可再生能源(风力、太阳能、潮汐、生物质、小水电等) 发电两种形式。分布式储能(Distributed Energy Storage ,DES) 装置是指模块化、可快速组装、接在配电网上的能量存储与转换装置。根据储能形式的不同，DES 可分为电化学储能(如蓄电池储能装置) 、电磁储能(如超导储能和超级电容器储能等) 、机械储能装置(如飞轮储能和压缩空气储能等) ，热能储能装置等。此外，发展很快的电动汽车亦可在配电网需要时向其送电，因此也是一种DES。分布式电源的界定，是位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。用途

当今的分布式电源主要是指用液体或气体燃料的内燃机(IC)、微型燃气轮机（Micro turbines）、各种工程用的燃料电池（Fuel Cell）、太阳能电站、风电机组组成的微网。因其具有良好的环保性能，分布式电源与“小机组”已不是同一概念[3]。

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率。我国抽水蓄能电站的建设起步较晚，但由于后发效应，起点却较高，近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。

基本介绍中文名 ：抽水蓄能电站 外文名 ：pumped storage power station 发展历史,发展现状,发展趋势,分类,特点,作用,管理,相比,现状,电站介绍,世界之最, 发展历史 国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史，我国在上世纪60年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，于1968年和1973年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW，与欧美、日本等已开发国家和地区相比，我国抽水蓄能电站的建设起步较晚。 上世纪80年代中后期，随着改革开放带来的社会经济快速发展，我国电网规模不断扩大，广东、华北和华东等以火电为主的电网，由于受地区水力资源的限制，可供开发的水电很少，电网缺少经济的调峰手段，电网调峰矛盾日益突出，缺电局面由电量缺乏转变为调峰容量也缺乏，修建抽水蓄能电站以解决火电为主电网的调峰问题逐步形成共识。随着电网经济运行和电源结构调整的要求，一些以水电为主的电网也开始研究兴建一定规模的抽水蓄能电站。为此，国家有关部门组织开展了较大范围的抽水蓄能电站资源普查和规划选点，制定了抽水蓄能电站发展规划，抽水蓄能电站的建设步伐得以加快。1991年，装机容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能电站首先投入运行，从而迎来了抽水蓄能电站建设的第一次 *** 。 上世纪90年代，随着改革开放的深入，国民经济快速发展，抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。先后兴建了广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。“十五”期间，又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河等一批大型抽水蓄能电站。 发展现状 据统计，至2009年底我国投产的抽水蓄能电站共22座，总容量11545MW，其中大型纯抽水蓄能电站11座(包括北京十三陵、广东广州一期与二期、浙江天荒坪与桐柏、吉林白山、山东泰安、安徽琅琊山、江苏宜兴、山西西龙池、河北张河湾)10400MW，其余11座1145MW，在建的8座，装机容量9360MW。我国已建、在建抽水蓄能电站见下表。 我国已建、在建抽水蓄能电站统计表 1岗南河北平山混合式1×111968.511 2密云北京密云混合式2×111973.1122 3潘家口河北迁西混合式3×901991.9270 4寸塘口四川彭溪纯蓄能2×11992.112 5广州一期广州从化纯蓄能4×3001994.31200 6十三陵北京昌平纯蓄能4×2001995.12800 7羊卓雍湖西藏贡嘎纯蓄能4×22.51997.590 8溪口浙江奉化纯蓄能2×401997.1280 9广州二期广州从化纯蓄能4×3001999.41200 10天荒坪浙江安吉纯蓄能6×3001998.91800 11响洪甸安徽金寨混合式2×402000.180 12天堂湖北罗田纯蓄能2×352000.1270 13沙河江苏溧阳纯蓄能2×502002.6100 14回龙河南南阳纯蓄能2×602005.9120 15白山吉林桦甸纯蓄能2×1502005.11300 16泰安山东泰安纯蓄能4×2502006.71000 17桐柏浙江天台纯蓄能4×3002005.121200 18琅琊山安徽滁州纯蓄能4×1502006.9600 19宜兴江苏宜兴纯蓄能4×2502008.121000 20西龙池山西五台纯蓄能4×3002008.12300 21张河湾河北井陉纯蓄能4×2502008.121000 22惠州广东惠州纯蓄能8×3002009.5300 23宝泉河南辉县纯蓄能4×300在建 24白莲河湖北罗田纯蓄能4×300在建 25佛磨安徽霍山混合式2×80在建 26蒲石河辽宁宽甸纯蓄能4×300在建 27黑麋峰湖南望城纯蓄能4×300在建 28响水涧安徽芜湖纯蓄能4×250在建 29呼和浩特内蒙古纯蓄能4×300在建 30仙游福建仙游纯蓄能4×300在建 31溧阳江苏溧阳纯蓄能6×250在建 正开展前期设计工作的抽水蓄能电站统计表 1清远广东清远1280待建 2马山江苏无锡600待建 3荒沟黑龙江牡丹江1200待建 4深圳广东深圳1200待建 5板桥峪北京密云1000可研 6丰宁河北丰宁3600可研 7天荒坪二浙江安吉2400可研 8文登山东文登1800可研 9阳江广东阳江2400可研 10敦化吉林敦化1200可研 11红石吉林桦甸1200可研 12通化吉林通化800可研 13五岳河南光山1000可研 14河南天池河南南阳1200可研 15宝泉二期河南新乡1200可研 16桓仁辽宁桓仁800可研 17蟠龙重庆綦江1200可研 18乌龙山浙江建德2400可研 19泰安二期山东泰安1800可研 20双沟吉林抚松500可研 我国抽水蓄能电站建设虽然起步比较晚，但由于后发效应，起点却较高，已经建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。例如：广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW，为世界上最大的抽水蓄能电站天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW，额定转速500r/min，额定水头分别为526m和500m，已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平西龙池抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组最大扬程704m，仅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能电站机组。十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌，渗漏量很小，也处于世界领先水平。天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全库盆防渗，处于世界先进水平。 发展趋势 随着我国新兴能源的大规模开发利用，抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面发展。 新能源的迅速发展需要加速抽水蓄能电站建设 风电作为清洁的可再生资源是国家鼓励发展的产业，核电是国家大力发展的新型能源，风电和核电的大力发展，对实现我国能源结构最佳化、可持续发展有着不可替代的作用。 风能是一种随机性、间歇性的能源，风电场不能提供持续稳定的功率，发电稳定性和连续性较差，这就给风电并网后电力系统实时平衡、保持电网安全稳定运行带来巨大挑战，同时风电的运行方式必将受到电力系统负荷需求的诸多限制。抽水蓄能电站具有启动灵活、爬坡速度快等常规水电站所具有的优点和低谷储能的特点，可以很好地缓解风电给电力系统带来的不利影响。 核电机组运行费用低，环境污染小，但核电机组所用燃料具有高危险性，一旦发生核燃料泄漏事故，将对周边地区造成严重的后果；同时，由于核电机组单机容量较大，一旦停机，将对其所在电网造成很大的冲击，严重时可能会造成整个电网的崩溃。在电网中必须要有强大调节能力的电源与之配合，因此建设一定规模的抽水蓄能电站配合核电机组运行，可辅助核电在核燃料使用期内尽可能的用尽燃料，多发电，不但有利于燃料的后期处理，降低了危险性，而且有效降低了核电发电成本。 抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置，是新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站，可降低核电机组运行维护费用、延长机组寿命；有效减少风电场并网运行对电网的冲击，提高风电场和电网运行的协调性以及电网运行的安全稳定性。 特高压、智慧型电网的发展需要加速抽水蓄能电站建设 国家电网公司正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源最佳化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数位化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智慧型电网。特高压交流输电系统的无功平衡和电压控制问题比超高压交流输电系统更为突出。利用大型抽水蓄能电站的有功功率、无功功率双向、平稳、快捷的调节特性，承担特高压电力网的无功平衡和改善无功调节特性，对电力系统可起到非常重要的无功/电压动态支撑作用，是一项比较安全又经济的技术措施，建设一定规模的抽水蓄能电站，对电力系统特别是坚强智慧型电网的稳定安全运行具有重要意义。 储能产业正处起步阶段抽水蓄能建设加速 “储能肯定已到了呼之欲出的时候。保守估计，到2020年，国内整个储能产业的市场规模至少可以达到6000亿元，乐观的话甚至有可能到两万亿。预计未来国家对储能的支持力度会不断加大。”中科院工程热物理研究所所长助理、鄂尔多斯大规模储能技术研究所所长谭春青在上月召开的“储能国际峰会2012”上表示。这昭示著储能的巨大魅力与潜力。 对新能源和可再生能源的研究和开发，寻求提高能源利用率的先进方法，已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说，既有节能减排的需求，也有能源增长以支撑经济发展的需要，这就需要大力发展储能产业。 日益增长的能源消费，特别是煤炭、石油等化石燃料的大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。据预测，如按现有开采不可再生能源的技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速率来推算，煤、天然气和石油的可使用有效年限分别为100-120年、30-50年和18-30年。显然，21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品，而是能源。 我国电力系统建设正处于快速发展阶段，用电高峰时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容量利用率不高和输电效率低等问题都有不同程度的存在。同时，越来越多的大型工业企业和涉及信息、安全领域的用户对负荷侧电能质量问题提出更高的要求。这些特点为分散电力储能系统的发展提供了广泛的空间，而储能系统在电力系统中套用可以达到调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量等目的。 抽水蓄能是电力系统最可靠、最经济、寿命周期最长、容量最大的储能装置。为了保障电源端大型火电或核电机组能够长期稳定的在最优状态运行，需要配套建设抽水蓄能电站承担调峰调荷等任务。截至2008年，我国已建成抽水蓄能电站20座，在建的11座，装机容量达到1091万千瓦，占全国总装机容量的1.35%。 而一般工业国家抽水蓄能装机占比约在5%-10%水平，其中日本2006年抽水蓄能装机占比即已经超过10%。我国抽水蓄能电站的占比明显偏低，随着国核心电及大型火电机组的投建，国内抽水蓄能电站建设明显加速。在建规模达到约1400万千瓦，拟建和可行性研究阶段的抽水蓄能电站规划规模分别达到1500万千瓦和2000万千瓦，如果以上项目顺利投产，2020年我国抽水蓄能电站总装机容量将达到约6000万千瓦。 储能本身不是新兴的技术，但从产业角度来说却是刚刚出现，正处在起步阶段。中国没有达到类似美国、日本将储能当作一个独立产业加以看待并出台专门扶持政策的程度，尤其在缺乏为储能付费机制的前提下，储能产业的商业化模式尚未成形。 分类 抽水蓄能电站可按不同情况分为不同的类型。 1.按电站有无天然径流分 （1）纯抽水蓄能电站：没有或只有少量的天然来水进入上水库（以补充蒸发、渗漏损失），而作为能量载体的水体基本保持一个定量，只是在一个周期内，在上、下水库之间往复利用；厂房内安装的全部是抽水蓄能机组，其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务，而不承担常规发电和综合利用等任务。 抽水蓄能电站 （2）混合式抽水蓄能电站：其上水库具有天然径流汇入，来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组，一部分是常规水轮发电机组，另一部分是抽水蓄能机组。相应地这类电站的发电量也由两部分构成，一部分为抽水蓄能发电量，另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功能，除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处，还有常规发电和满足综合利用要求等任务。 2.按水库调节性能分 （1）日调节抽水蓄能电站：其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次（晚间）或两次（白天和晚上）尖峰负荷，晚峰过后上水库放空、下水库蓄满；继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水，至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。 （2）周调节抽水蓄能电站：运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中，蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量，在工作日结束时上水库放空，在双休日期间由于系统负荷降低，利用多余电能进行大量蓄水，至周一早上上水库蓄满。我国第一个周调节抽水蓄能电站为福建仙游抽水蓄能电站。 （3）季调节抽水蓄能电站：每年汛期，利用水电站的季节性电能作为抽水能源，将水电站必须溢弃的多余水量，抽到上水库蓄存起来，在枯水季内放水发电，以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。 3.按站内安装的抽水蓄能机组类型分 （1）四机分置式：这种类型的水泵和水轮机分别配有电动机和发电机，形成两套机组。已不采用。 （2）三机串联式：其水泵、水轮机和发电电动机三者通过联轴器连线在同一轴上。三机串联式有横轴和竖轴两种布置方式。 （3）二机可逆式：其机组由可逆水泵水轮机和发电电动机二者组成。这种结构为主流结构。 4.按布置特点分 (1)首部式：厂房位于输水道的上游侧。 (2)中部式：厂房位于输水道中部。 (3)尾部式：厂房位于输水道末端。 5.抽水蓄能电站的运行工况 （1）静止。 （2）发电工况。 （3）抽水工况。 （4）发电调相工况。 （5）抽水调相工况。 6.启动方式 （1）静止变频启动(SFC)启动。 （2）背靠背（BTB）启动。 特点 容量增幅大，发展速率高 世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生在瑞士的苏黎世，至今已有一百二十五年的历史。但世界上抽水蓄能电站得到迅速发展，是在六十年代以后的事，也就是说从第一座抽水蓄能电站建成到迅速发展，中间相隔了近80年。中国抽水蓄能电站建设起步较晚，六十年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站。在近40年中，前20多年蓄能电站的发展几乎处于停顿状态，九十年代初才开始有了新的发展。至2005年底，全国（不计台湾）已建抽水蓄能电站总装机容量达到6122MW，年均增长率高于世界抽水蓄能电站的年均增长率，装机容量跃进到世界第5位,遍布全国14个省市。在建的抽水蓄能电站装机约11400MW，预计至2010年，这些电站都将建成，到时抽水蓄能电站的总装机可到17500MW左右。 抽水蓄能电站 在系统中发挥了重要作用 抽水蓄能电站运行具有几大特性：它既是发电厂，又是用户，它的填谷作用是其它任何类型发电厂所没有的；它启动迅速，运行灵活、可靠，除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用，使电网总体燃料得以节省，降低了电网成本，提高了电网的可靠性。现举几个电站的运行情况，说明抽水蓄能电站在系统中的作用。 具有了较为成熟的设计、施工和管理经验 中国抽水蓄能电站建设虽然起步较晚，但有以往大规模常规水电建设所积累的经验，加上近十几年来引进的国外先进技术和管理经验，使中国抽水蓄能电站有较高的起点。尽管己建的抽水蓄能电站数目不多，总装机规模也不大，但单个电站规模已居世界前列。如：广州抽水蓄能电站，已是当今世界上装机规模最大的抽水蓄能电站；在建设速度方面，广蓄一期工程全部竣工仅58个月，广蓄二期、十三陵和天荒坪电站主体工程的实际施工工期，与世界经济已开发国家相比并不逊色；在单位千瓦装机容量投资方面，一般都不太高,而广蓄电站，还低于世界同类电站水平，其中广蓄还远低于具有一定调峰能力的燃煤电站的单位千瓦投资；中国正在建设的西龙池抽水蓄能电站，最大扬程达704m，进入了世界上已投运的单级混流式抽水蓄能机组中扬程最高的先进水平；天荒坪与广州抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组单机容量300MW，设计水头500m以上，均为世界先进水平。 中国通过近10几年来建成的第一批抽水蓄能电站的实践，积累了设计、施工和运行管理的经验，在技术上取得了丰硕的成果。 在建设管理方面有一套行之有效的制度。普遍实行了以项目法人责任制为中心，以建设监理制和招标承包制相配套的建设管理模式。 作用 国家电网公司对抽水蓄能电站进行调度运行管理，确保电力系统安全稳定运行。 一是解决电力系统日益突出的调峰问题。浙江天荒坪、江苏宜兴等电站根据电网调峰需要，每日基本运行方式为“两发一抽”，夏天炎热高温时，天荒坪电站甚至“三发两抽”。 二是发挥调压调相作用，保证电网电压稳定。2009年6月18日上午9点45分，华东电网内琅琊山蓄能电站所处局部电网电压偏高，机组短时进相运行约两分钟，明显改善了局部电网电压偏高的状况。 三是发挥事故备用作用，保障电力系统安全稳定运行。宁东±660千伏直流输电工程投运期间，山东泰山电站发挥启停迅速的特点，机组启动1052次，确保了电网安全稳定运行。 此外，抽水蓄能电站还具有黑启动、系统特殊负荷等功能，这些优良性能在被逐渐认识和推广套用的同时，进一步推动了我国抽水蓄能电站发展。 管理 在运行管理方面达到较高水平。抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机—发电电动机组运行工况多、监控对象多、自动化元件多、信息量多，计算机监控系统比常规水电站计算机监控系统复杂，操作要求也比常规水电站高。已建成的抽水蓄能电站在运行管理方面都达到较高水平，表现在：（1）人员精炼，基本上做到无人值班或少人值守。（2）综合效率高,电站运行的平均综合效率,一般在75%左右。广蓄平均达78%，天荒坪平均达79.4%，最高达80.6%。（3）可用率和机组启动成功率均达先进水平。 相比 除机组特殊外，在水工建筑方面也有它的特殊性，比如对防渗的要求就特别严格，因为它的水是用电换来的，同时机组吸出高度多为负值，厂房多为地下式等等，因此在设计和施工方面都有一定的难度，在已建的抽水蓄能电站中，攻克了这些难关，为今后抽水蓄能电站的建设，取得了成功的经验。 如十三陵电站上水库，是人工开挖填筑而成，库盆采用钢筋混凝土面板防护，在北京这样寒冷地区，这样大规模的钢筋混凝土防渗工程在中国是第一个，在国外也少有。天荒坪抽水蓄能电站的上库，也是人工开挖填筑而成，天荒坪电站的防渗措施系采用沥青混凝土衬护，渗漏量很少。这两个工程说明在人工库盆防渗方面，中国已积累了一定的经验。 又如地下厂房轻型支护，广州抽水蓄能电站宽21m的大型地下厂房采用喷锚支护，其支护参数在国内外同类工程中是比较先进的。实践证明，中国在地下厂房喷锚支护设计和施工方面都具有成功的经验。 广蓄电站厂房400t天车和天荒坪电站厂房500t天车均采用岩壁吊车梁，取代传统的柱式支承吊车梁，既减少厂房宽度，节约投资，又缩短了工期。通过广蓄、天荒坪等电站岩壁吊车梁实践，中国己完全掌握了岩壁吊车梁的设计理论和施工技术。 抽水蓄能电站的引水道有竖井和斜井两种布置形式。斜井与竖井相比，斜井水道长度短，水力过渡条件好，具有节省投资、提高电站效率等优势。但斜井的施工难度较大，施工技术比竖井复杂。中国广蓄、十三陵、天荒坪等蓄能电站，引水道均采用斜井布置。通过这些斜井施工，己形成了较为成熟的斜井安全快速施工成套技术。 现状 近十几年来，中国抽水蓄能电站的迅速发展，主要是由于中国国民经济的高速发展，促进了中国抽水蓄能电站的大发展，而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座，装机容量达到570.1万kW（其中60万kW供香港）。其中包括1968年在河北岗南常规水电站上安装的1.1万kW抽水蓄能机组，1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能电站(其中抽水蓄能机组27万kW)，1997年建成的北京十三陵抽水蓄能电站(80万kW)；广东电网分别于1994年和2000年建成的广州抽水蓄能电站一期、二期工程（共240万kW，其中60万kW供香港）；华东电网1998年建成的浙江溪口抽水蓄能电站（8万kW），2000年建成的装机规模180万kW的天荒坪抽水蓄能电站和安徽响洪甸抽水蓄能电站（8万kW），2002年建成的江苏沙河抽水蓄能电站（10万kW）；华中电网的湖北天堂抽水蓄能电站（7万kW）；拉萨电网于1997年建成的羊卓雍湖抽水蓄能电站（9万kW）。 电站介绍 辽宁蒲石河抽水蓄能电站 蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省宽甸满族自治县境内，距丹东市约40公里，为东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站，电站枢纽工程由上水库面板堆石坝、地下厂房及输水系统、下水库混凝土重力坝组成。总装机容量1200MW（4×300 MW），主机设备由法国阿尔斯通(ALSTOM)制造与技术支持，工程总投资45.156亿元。 2006年8月，主体工程开工建设。2010年12月第一台机组投入运行，2011年12月全部机组投产发电。电站建成后，属国家特大型企业，在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。 蒲石河抽水蓄能电站建成后为“无人值班、少人值守”的管理模式，生产调度中心、办公楼、职工住宅及生活福利设施建在丹东市内鸭绿江畔，尚在建设中，预计2009年投入使用。丹东市依山傍水，气候宜人，交通便利，距沈阳市约220公里，距大连市约245公里。 主要参建单位：中国水利水电第六工程局有限公司、武警水电部队、水电二局 潘家口、十三陵抽水蓄能电厂 它们所在的中国京津唐电网是一个以火电为主的电网，电站在电网中的作用主要体现在调频、调峰、填谷、事故备用、黑启动及保证北京用电的稳定性和可靠性等方面。京津唐电网在没有抽水蓄能电站投入以前，电网主要依靠燃煤火电机组调频。由于燃煤火电机组受设备的限制，对电网频率的急剧变化适应能力差。1993年以前，京津唐电网周波合格率在98%左右。电网调频主要以十三陵、潘家口抽水蓄能电厂为主。十三陵抽水蓄能电厂投入运行后，电网周波合格率每年均达到99.99%以上，除了电网供电状况有所好转外，抽水蓄能电站参与电网调频起了很大作用。 在事故备用方面也起到重要作用，比较典型的例子如： 1999年3月,北京连续十多天出现大雾阴雨天气，使北京供电线路造成电网雾闪、线路闪络掉闸等事故不断出现，此时十三陵蓄能电站做出快速反应，开机48次，紧急启动成功率100%。 广州抽水蓄能电站 该电站是中国最大的抽水蓄能电站，装机2400MW，同样在系统中发挥了重要作用。它的作用主要表现在：使核电实现不调峰稳定运行，广蓄电站的调峰填谷作用使香港中华电力公司无需多开两台66万kW煤机，而且在负荷低谷期可以更多接受核电。大亚湾两台900MW核电机组于1994年投入运行，分别向广电和中电两个电网供电。由于两个电网都有抽水蓄能容量供调度使用，为核电创造了良好的运行环境，使核电不作调峰，实现稳定运行。 在事故备用方面，广东电网内火电和核电机组单机容量都大,还有从西南省份经500kV线路供电，广东电网还与香港电网相联，无论火电站、核电站跳机或西电解列等事故均对电网安全影响巨大，而蓄能电站对防止电网事故扩大，恢复正常供电起著显著作用，广蓄自投入运行以来，平均每年紧急启动18次左右。 广蓄还为电网作特殊负荷运行。由于抽水蓄能机组既可作电源又可作负荷，因此对电网调度组织功率特别方便简易，电网中的核电机组、煤电机组调试期间甩负荷实验、满负荷振动实验，都由广蓄机组水泵运行作为负荷，使核电、煤电机组试验得以顺利进行。 天荒坪抽水蓄能电站 该电站装机容量达1800MW，运行综合效率最高达80.5%，超过一般抽水蓄能电站4度换3度的指标。电站自首台机组投产以来，对保证华东电网的安全、稳定运行发挥了重要作用。自1998年投产至2003年6月底，已为电网应急调频或事故备用23次。它还被电网指定为系统瓦解时，恢复电网的黑启动电源。同时，蓄能电站也成为系统调试的重要工具。天荒坪抽水蓄能电站投入华东电网运行后，对保证华东电网的安全稳定、经济运行发挥了不可替代的作用。 综上所述，已建的抽水蓄能电站不管是大型还是中型，在实际运行中都很好地发挥了调峰、填谷、调相、调频、事故备用和替代燃煤机组的作用，取得了良好的信誉和经济效益。 丰宁抽水蓄能电站 2012年7月25日上午，承德丰宁抽水蓄能电站项目获得国务院第212次常务会议审议通过。 2013年5月29日上午，丰宁抽水蓄能电站开工建设。该项目由国网新源控股有限公司负责建设、运营、管理，建成后将成为目前世界装机容量最大的抽水蓄能电站。 敦化抽水蓄能电站 敦化抽水蓄能电站前期工作于2006年启动，2007年完成项目选点规划和项目可行性研究报告审查。2011年项目可研报告通过国家发改委审查，并取得所有支持性档案。2012年10月，国家发改委印发核准批覆。2013年7月，吉林敦化抽水蓄能电站工程开工。 世界之最 世界上最早的抽水蓄能电站：奈特拉抽水蓄能电站（瑞士）建于1882年 世界上最大的抽水蓄能电站：江西洪屏电站系国家重点工程，总装机容量为240万千瓦，与广东惠州抽水蓄能电站并列为世界上装机容量最大的抽水蓄能电站。 惠州抽水蓄能电站（中国）装机容量为2400MW。

说到ESS储能系统，就避不开蔚来。蔚来旗下的XPT蔚来驱动科技公司，之前就研发了一套高性能ESS储能系统。简单来说，ESS储能系统就是将动力电池封包成组后加入到了控制系统中去，让它在为汽车提高能源的同时，自己本身也变成一套独立的储能机构。在汽车动力电池系统进入寿命末期后，可以利用其本身的储能实现剩余电池梯次利用的效果，从而实现动力的最大化，是非常实用的一项系统。

随着科技的不断进步与发展，风电技术越来越受到企业及研究人员的重视，下面我整理了风力发电机技术论文，欢迎阅读!

风力发电机技术论文篇一

风电储能技术分析与研究

[摘 要]本文首先概述了风力发电储能技术，然后详细阐述了风力发电储能技术的具体应用。随着我国对于能源需要的不断增大，风能的作用也就显得越来越重要了。因此，研究风力发电系统中储能技术就具有非常重大的现实意义。

[关键词]风力发电系统储能技术

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)15-0376-01

一、前言

随着科技的不断进步与发展，风电储能技术越来越受到企业及研究人员的重视，本文着重就该部分内容进行了研究。

二、风力发电储能概述

能源是整个世界经济发展的重要基础，人类社会的发展与能源开发利用是息息相关的，人类历史上每次使经济产生质的飞跃都是从新型能源的利用开始的。经济的发展对能源的需求量越来越多，而今使用的传统化石能源消耗速度远远大于自然自身补给速度，从而导致传统能源逐渐趋于枯竭，同时由于能源的不合理开法和利用所排放的有害气体导致环境破坏日益严重。从社会的可持续发展战略来看，开发和利用可再生能源替代传统化石能源是能源结构调整的重要发展方向。因此，世界各国必须寻求一种可再生能源来代替日益匮乏的传统化石能源，在过去的半个多世纪，储量丰富、分布广泛、无污染、使用便利的风能已经受到极大的关注，并被确认为最有前途的替代能源。随着人类对风能的开发和利用，风力发电市场迅速发展起来，进入 20 世纪九十年代以来，世界各国掀起了风力发电应用的新浪潮，风力发电在全球范围内得到前所未有的发展。

我国风能资源丰富、分布广泛，主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部沿海地区及附近岛屿，这些地区工业污染和能源紧缺问题也比较严重，风电并网的开发利用成为解决这一问题的重要策略之一。但是由于风能的间歇性和随机性，风电功率随着风速大小变化而随机波动，尽管大电网允许一定容量波动的风电功率并网，一旦超过一定容量，其功率的波动就影响电网运行的稳定性，随之带来谐波污染、闪变等影响电能质量，为保证电网运行的可靠性和电能质量的优质性，电网不能接纳超过一定容量的风电电能，从而导致无法并网的风电被舍弃，这一状况严重阻碍了我国风电的大规模发展。据国家电监会公布的《风电、光伏发电情况监管报告》和电科院关于电网接纳风电能力的论证报告，可知目前我国大规模风电并网和电网接纳的矛盾日益突出。

三、风电储能技术

现有的储能技术主要包括物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等四种类型。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等，电磁储能包括超导磁储能(SMES)和超级电容储能等，化学储能包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等，相变储能包括冰蓄冷储能和相变建筑材料储能等。各种储能的功率/能量特性及其适应范围不同。需要说明的是，与其他储能方式相比，相变储能并非以电能形式释放存储的电能，且其功率/能量等级涉及的因素很复杂，因而此处不予讨论。但是，随着智能电网的推进，其将在需求侧管理(DSM)方面发挥重要作用。

根据不同储能方式的能量/功率等级、响应速度、经济性等特点，其可应用于电力系统的削峰填谷、调频/调峰、稳定控制、改善电能质量乃至紧急备用电源等不同场合。

四、风力发电储能技术的具体应用

1、利用储能系统增强风电稳定性

增强电力系统稳定性的根本措施是改善系统平衡度，储能系统能够快速吸收或释放有功及无功功率，改善系统的有功、无功功率平衡水平，增强稳定性。针对电压稳定性问题，储能系统改善电压稳定性并增加系统的风电接入容量问题，但该文仅对储能系统做了理想的假设，缺乏有效的动态仿真及理论分析。利用超导储能和超级电容储能系统增强风电稳定性的问题，设计了相应的控制策略，结果显示，超导储能和超级电容储能系统均能有效降低风电并网PCC的电压波动，平滑风电机组的有功输出，增强系统稳定性。频率稳定性问题的研究主要集中在储能系统平滑风电输出功率方面。研究表明采用超导储能系统改善频率稳定性问题，仿真结果表明，超导储能系统在文中既定的条件下使得系统的最大频率偏差从0.369Hz降为0.095Hz，有效改善了系统的频率稳定性，且超导储能系统容量越大系统频率偏差越小。

2、利用储能系统增强风电机组LVRT功能在风电机组比例较高的电力系统中，LVRT是影响系统稳定性的关键因素之一。通过对有、无LVRT功能的风电机组在故障情况下的电网电压恢复情况的比较，结果显示，有LVRT功能的风电机组并网能够有效解决风电并网所产生的电压稳定性问题，有利于系统稳定性的增强。

3、利用储能系统增加风电穿透功率极限

不同电网，限制WPP水平的主导因素不同，采用的储能系统也不同。很多研究人员探讨了采用飞轮储能、电池储能和超导储能系统增加WPP的问题，结果表明，这3种储能系统都能有效增加系统的WPP，并能改善PCC的电压波动性，在冬季大方式和夏季小方式两种极端工况下，频率偏移和线路功率约束是限制WPP的主要因素。

4、利用储能系统优化风电经济性

随机波动的间歇性风电接入电网，将导致系统备用容量增加，系统运行经济性降低。合适的储能系统能够有效解决这一问题，实现电网与风电场的双赢。此外，在电力市场环境下，风电的竞争力较差，采用储能系统配合风电场运行，能够实现风电效益最大化。

五、风电储能展望

受自然条件限制，可再生能源发电具有很大的随机性，直接并入电网会对系统造成一定的冲击，增加系统不稳定的因素。因此，通过研发高效储能装置及其配套设备，与风电、光伏发电机组容量相匹配，支持充放电状态的迅速切换，确保并网系统的安全稳定已成为可再生能源充分利用的关键。

储能技术将在平抑、稳定风能发电或太阳能发电的输出功率和提升新能源的利用价值方面发挥重要作用。风电、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化，储能装置可以及时地进行能量的储存和释放，保证供电的持续性和可靠性。在风力发电中，风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化，从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径，同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。分布式发电系统可以与电网连接，实现向电网的馈电，并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统，受环境因素的影响较大，因此无法制订特定的发电规划。

针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究，分别通过对转子和风轮机的附加控制，使得DFIG对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的缺陷，采用飞轮储能系统辅助风电机组运行，通过对飞轮储能系统的充放电控制，实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标，并通过仿真验证了方案的可行性。

六、结束语

加强对风电储能技术的研究，可以使风电储能更加完善，使风能发电更加实用，是非常具有现实意义的研究。

参考文献

[1] 王涛.浅析风电储能技术[J].清洁能源.2013(3)：166-168.

[2] 盛文仲.浅谈风电储能技术[J].电力系统保护与控制.2012(3)：16-18.

[3] 王文鹏.风电储能技术分析[J].电网与清洁能源.2013(6)：66-69.

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1）2009年，中国电科院2*100kW储能试验系统

在中国电力科学研究院电工与材料研究所受国家电网公司委托承担“电池储能系统装置试验与检验标准“制定工作，采用ATL锂电池100KVA储能双向变流器

2）2010年，河南分布式光伏发电及微网运行控制试点工程

200kW/250kWh

项目结合河南财政税务高等专科学校校园屋顶太阳能光电建筑应用项目开展

3）2010年，东莞松山湖工业园储能系统

1MW*2h

广东省东莞市松山湖国家高科技园区

4）2011年，福建高科技园区储能系统

1MW/2MWh

宁德新能源科技园区

5）2011年，江苏常州天合金太阳工程中2MW屋顶电站

100kW*2h

6）2011年，国家风光储输示范工程（一期）

国家风光储输示范工程是财政部、科技部、国家能源局及国家电网公司联合推出的“金太阳工程”首个重点项目，是国家电网公司建设坚强智能电网首批重点工程，是目前世界上规模最大的集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目。

工程以“技术先进性、科技创新性、经济合理性、项目示范性”为标准，以风光发电控制和储能系统集成技术为重点，实现新能源发电的平滑输出、计划跟踪、削峰填谷和调频等控制目标，解决新能源大规模并网的技术难题。 中标厂商 中标产品 合同金额 北京四方继保自动化股份有限公司 储能变流器（PCS）及就地监测系统 1258.1万元 许继集团柔性输电系统公司 60台500kW共计30MW光伏并网逆变器 —— 许继集团风电科技公司 风电整机48MW装机容量 —— 许继电网销售总公司 220kV大河变电站设备、数十台35kV及10kV干式变压器 —— 金风科技 计15台2.5MW和2台3.0MW直驱永磁风力发电机组 22591万元 索英电气 6MW储能双向变流器 —— 该信息统计不详，仅做参考 7）2012年，福建安溪移动式储能电站

福建不同地区均有季节性用电负荷存在，比如安溪、漳州、龙岩等地因制茶、电烤烟、电烤花生的用电需要存在着大量季节性负荷。尤其是安溪，每年春、暑、秋三季制茶时期电网负荷猛增，最大负荷是平时的12倍，形成罕见的尖峰负荷，导致局部区域、局部时段出现低电压现象。而在非制茶季节，用电仅为普通照明用电，变压器几近空载运行，用电负载率低，设备利用率低，供电效率低。针对这种负载率低的用电负荷，福建省电力有限公司组织福建省电力科学研究院开展“移动式电池储能装置开发及其在季节性负荷侧的应用示范”研究，实施移动式储能电站的示范工程。

8）比亚迪坪山总部1MW固定式储能电站项目

9）上海电力公司南汇航头站120KW镍氢电池

10）上海电力公司漕溪站100KW钠硫电池储能示范项目

分布式发电(Distributed Generation ,DG) 装置根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等；根据所使用的能源类型，DG可分为化石能源(煤炭、石油、天然气) 发电与可再生能源(风力、太阳能、潮汐、生物质、小水电等) 发电两种形式。分布式储能(Dist ributed Energy Storage ,DES) 装置是指模块化、可快速组装、接在配电网上的能量存储与转换装置。根据储能形式的不同，DES 可分为电化学储能(如蓄电池储能装置) 、电磁储能(如超导储能和超级电容器储能等) 、机械储能装置(如飞轮储能和压缩空气储能等) ,热能储能装置等。此外,近年来发展很快的电动汽车亦可在配电网需要时向其送电,因此也是一种DES。