储能系统软件对储能有什么作用

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。

锂电池储能系统技术是依托于两个方面技术：全球领先的新能源电源变换技术和一流的锂电池技术，研发出储能变流器，锂电池，能量管理系统等储能核心设备。实现辅助新能源并网，电力调频调峰，需求侧响应，微电网，户用等储能系统解决方案。阳光电源这一公司做到了这些事情，是全球一流的储能设备供应商及系统解决方案供应商。

阳光电源公司还研发逆变器和风能变流器，为可再生能源发电行业用户提供系统解决方案。

电力自动化公司ABBLtd上周五宣布，已与比亚迪结成全球联盟，共同开发用于电动汽车充电和可再生能源利用的储能系统。总部位于苏黎世的ABB表示，两家公司将共同开发与电网相连的储能系统，可用于太阳能、微电网应用等方面。ABB和比亚迪在可持续电源、工业和交通解决方案领域的共同目标，促成了这样一个新的全球合作伙伴关系的建立，旨在为全球客户创造价值，实现可持续发展。合作范围将集中在四个领域:并网储能、电力微电网、太阳能和海洋应用。ABB拒绝透露协议的财务细节。ABB集团CEO石表示，很高兴在已经达成合作共赢的基础上，再次与比亚迪牵手。ABB和比亚迪在技术和储能市场高度互补，此次合作将使双方的关系更加紧密。

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。

储能，简单讲就是把发的电存起来，等到要用的时候再用。

而电从生产出来到，到最后使用，大概经过的流程是：

生产电（发电厂，电站）---传输电（电网公司）----使用电（用户）而以上这三个环节里，都可以建立储能，所以储能根据应用场景就分为：发电侧储能；电网侧储能；用户侧储能。

乐驾智慧能源是专注于新能源电力、锂电池应用、储能技术物联网、人工智能的高科技企业，致力于用物联网和人工智能技术改变新能源电力和新能源出行行业。

乐驾智慧能源储能系统产品包括电芯、模组/电箱和电池柜等，可用于发电、输配电和用电领域，涵盖太阳能或风能发电储能配套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基站后备电池、家用储能等。

从当前以火电为主的用电环境来看，时发时用仍旧是主流。也就是：电厂发出电---传到电网---传给用户使用掉，中间是没有储能这个环节的。少部分电网公司会用抽水蓄能的方式来调峰调频，抽峰填谷。也就是在晚上电量有剩余的情况下，用电(用水泵)把水电站下游的水再抽到上游发电。

而随着能源体系的更新升级，双碳目标的推进，以太阳能、风能为首的可再生能源开始被广泛利用。由于风电、光伏受天气影响较大，具有很大的不稳定性，因此储能技术起到至关重要的作用。有观点认为，风光储结合很有可能成为未来新能源发展趋势。

业内认为，未来几年，新能源储能行业将迎来持续“加速跑”，适应规模化需求的长时储能系统加快部署，多元化的储能技术耦合发展，随之增加的安全隐患应提前防范。

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利用风能、太阳能等可再生能源技术产生的能源量往往取决于天气条件，而为保证持续稳定的供电方式，科学家正想方设法在大自然中寻找各种靠谱的储能材料和方法。

大规模储能技术研究成为热点

据外媒称，英国大多数核电站均将在本世纪20年代末到期退役；而日本日立公司近日也宣布因建设成本上升将暂停其在英国的核电项目；出于减排等因素考虑，英国政府计划2025年前关闭所有火电厂，这将给整个国家的电力供应留下相当大的缺口。

据介绍，所谓多孔介质压缩空气储能技术(PM-CAES)，其工作原理是利用可再生能源的电力为产生压缩空气的发动机提供动力，将这些空气以高压状态储存在砂岩孔隙里。在能源短缺时，释放出井里的压缩空气，为涡轮发电机提供动力，然后将电力输送到电网。

英国科学家这次对近海盐湖蓄水层进行了多孔岩石储能潜力的预估，利用蒙特卡罗方法计算了在大量多孔岩石的地点上构建电厂的功率输出和效率。研究表明，进行一次PM-CAES存储可以满足两个月所需的空气流量，其往返效率(RT)介于42%至67%之间。此外，该方法地表损耗较小，这将受到土地表面或水资源有限的地区的青睐，同时这项技术在能源需求旺盛的人口密集地区也更具有吸引力。

一种潜在可行季节性存储技术

“建设智能电网和分布式能源系统等，储能系统是其中的关键技术。迄今，大规模(500兆瓦以上)商业应用的电力储能系统，主要是抽水蓄能电站。抽水蓄能虽然借助高低落差地势，利用势能差能够大量储能和发电，但是受限于地理条件和投资建设周期长，还需要开发其他大规模储能技术，尤其是跨季节储能技术。”陈永翀指出，多孔岩石分布较广，这将使PM-CAES技术能够跨季节运行，从而大大加强了其应用的普适性。

根据论文资料，陈永翀分析道，英国研究人员使用数学模型评估这种储能技术的潜力后发现，北海的地质构造可以储存满足英国3个月电力需求的能量，且大量富含多孔岩石的近海盐湖蓄水层靠近风力发电场，这可以在生成和存储之间产生有价值的协同作用。

论文作者之一、爱丁堡大学的朱利安·穆利-卡斯蒂略指出，这种技术有可能在夏季把可再生能源发电储存起来，留待冬季用电高峰时使用。只是这种方法虽然有可行性，但成本相对较高。另外，多孔岩石储能技术仍存在着不少潜在的问题，未来还需更多研究来完善技术，以便把成本降下来，并提高该技术的应用安全性。

奇思妙想探寻“存储”路径

陈永翀指出，实际上，把可再生能源“存”在哪儿，科学家一直在积极 探索 更多的可能性，如海水蓄能、沙漠储能、人工绿叶等，可谓八仙过海，各显神通。

德国弗劳恩霍夫协会风能和能源系统研究所设计出名为海中蓄能(StEnSea)的新思路，将蓄能主体为多个内直径30米的混凝土空心球，置于600—800米深海床上。每个球内都有一台水轮发电机和水泵，当电网负载低、电力多余时，水泵会抽出海水进行蓄能；当电网负载高、需要峰值发电时，这些球体的阀门即会打开，让涌进的海水驱动水轮发电。

研究人员还向绿叶借智慧，效仿自然界的光合作用，即将太阳能转化为化学能，把能量储存在化学键当中，基本上能够实现碳中和的过程，这样通过一定的反应方式吸收环境中的二氧化碳，达到环保和能量储存的目的。同时，提高过程中的转化效率和稳定性，形成获取可再生能源的一种途径。

另外，有的科学家在尝试抽沙储能的方法，通过皮带将沙子运到高位仓，高位沙子对风叶做功，以沙子的形式储存势能，从而提供发电所需要的动能。(华凌

张添奥 闫欣)

1、接入新能源，保障安全

首先风能、太阳能和海洋能等可再生能源，受季节、气象和地域条件的影响，具有不明显的不连续、不稳定性，而大规模的储能技术可以将不稳定的可再生能源拼接起来，转化为可靠稳定的能源供应。

其次，储能技术也是智能电网建设的坚强后盾，它不仅可以提高智能电网对可再生能源发电兼容量，同时也可以实现智能电网能量双向互动。新能源并入电网后，储能在功率上能够实现实时的平衡，能提升能源的消纳能力，削峰填谷，为能源安全再套上一层保护壳。

2、合理调控，大大降低成本

在使用储能电池时，用“谷电”对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低运营成本。

储能系统还是未来办公楼宇和家庭必备技术，在办公楼内，它可以削峰填谷，储存好晚上便宜的谷电，在白天高峰期间供电，大大降低电力成本。尤其是在现在电力市场化趋势越来越明显的情况下，储能电站的建设更有优势。

因为目前我国的煤炭经过连年开采储量不断下降，而出于环保考虑政府也不会放开限制，所以在肉眼可见的未来，煤炭价格必定会越来越贵。而由于我国的发电主要都是依赖火电，与之相对应的电价自然也就会越来越贵。目前来看只有两个解决的办法，一个是发展新能源，另一个是合理利用减少浪费，而这两种办法都需要储能电站来进行调控。

3、保障生产生活用电

城市停电了，办公楼内依然有电，这就是储能系统在办公楼的另外一个作用，备用电源与应急电源，它可以远离突然断电、限电、停电带来的各种困扰。与应急使用的柴油发电机不同，储能电站在平时也可以发挥作用，而不是像发电机那样用完就放在角落里吃灰。

还有一个作用就是缓解电动车充电带来的增容需求，现在的新能源汽车是新兴的电老虎，耗电量非常大。电动车充电时会进一步扩大用电波动，从而要求提升电容量，而储能系统，这时就可以利用储存的谷电来填补这一增容的需求，保证楼宇用电的稳定性和安全性。

而储能系统也可以在家庭中应用，不过这种场景一般比较少，除非是在农村有厂房建设或者是在偏远山区大电网无法到达的地方，在这些地方储能电站可以搭配新能源使用满足居民们的用电需求。而一般居民都是大电网供电对此需求有限，更多的是小区的充电桩建设以及路灯等设施使用。

我国能源体量大，但能源结构复杂且具有一定的特殊性，乐驾智慧能源加快储能产业的发展，推动经济发展和建设健康的能源产出。乐驾智慧能源储能系统，可以利用储能系统进行电力调频、可保持用电不间断、电能质量稳定，满足企业等高质量生产需求。

分布式储能指通过绿色能源中的光伏，风电或是电网中的电力将能量存储起来，储能的能量可以是电、热、冷、势能等。分布式储能系统接入位置灵活，主要就是将中低压配电网、微电网及用户多余的电能接入供电网络中。电网负荷随着一天的用电量的变化存在峰值和峰谷，风能、太阳能发电的不断提高，进一步加剧了调峰的压力，利用储能装置在负荷高峰期放电，负荷低谷期从电网充电，减少高峰负荷需求，从而改善负荷特性，参与系统调峰的作用。

提及宁德时代，必言其动力电池全球第一。然而，人们所不熟悉的，宁德时代不仅有“以动力电池为核心的移动式化石能源替代”战略，还有“以 可再生能源和储能 为核心的固定式化石能源替代”战略。

而在碳中和的大背景下，“造车热”加持下的动力电池也不应该掩盖掉后者的重要性。

宁德时代三大战略及发展历程

百年未有之大变局，新旧秩序交替之时，已经走上快车道的新能源 汽车 ，带领着动力电池一骑绝尘。但如果追本溯源的话，很容易就能发现，他们“飞上天”的背后，就是碳中和的逻辑。

但碳中和这样一个如此大的目标，仅依靠新能源 汽车 替代燃油车此类出行方式的变革就能轻易实现吗？显然不能，因为达成碳中和的关键之处还在于电力供给端的发力。

碳中和的首只“拦路虎”

根据国家统计局数据显示，在2020年碳排放量的分布中，仅发电一项就占到了总碳排放量的51%。换句话说，如果解决了电力供给端的碳排放问题，那么就有可能推进碳中和目标完成近一半。

而更进一步的，无论是用水电、风电，还是光伏发电等利用可再生能源的发电方式，想要去替代掉传统的火力发电，避免“垃圾电”入网，首先需要解决的就是储能系统的配置。所以，作为电池龙头的宁德时代，也就自然而然地承接到了这一部分“红利”。

现阶段的储能方式有两种，一种是抽水蓄电，借助电能与势能的互相转化，达成储能的效果；另外一种则是将电能存进电池，借助电能与化学能的互相转化，以实现储能。

虽说两者各有利弊，前者对地势有要求，后者对“资本”更苛刻，但总的来说，如果真的实现了大规模部署，利用储能电池进行蓄能的方式还可以进一步削减成本，甚至实现某种“收支平衡”。这也同样意味着，宁德时代的“储能战略”，大有可为。

但需要明确的一点是，储能电池和动力电池并不能简单地通用，两者存在着诸多的不同点。

宁德时代副董事长黄世霖就曾公开表示：储能电池比动力电池要求高得多，现在1500-2000个循环就足以满足乘用车对动力电池的要求，但储能电池的要求是至少8000个循环。

那么，如何达成8000个循环呢？电池的实际效能是关键！

储能电池与磷酸铁锂

总的来说，电池的分类有很多种，按材料区分就是我们耳熟能详的磷酸铁锂、三元、铅蓄电池等；而按照使用领域区分，则可以大致分为消费电子类、动力电池类、储能电池类三种。

与动力电池偏重能量密度不同，储能电池更在乎长寿命、低成本，以及稳定性强等特性。所以，根据多方面的比较，磷酸铁锂电池就成为了储能电池的首要之选，较为夸张的说，宁德时代的“储能战略”就是基于磷酸铁锂电池展开的。

磷酸铁锂电池的特点突出，首先在价格上，磷酸铁锂就要比三元锂电池便宜不少，毕竟诸如钴盐、镍盐、锰盐等太过昂贵的上游原材料，是三元锂电池的一大硬伤。

另外，因为磷酸铁锂晶体中的“P-O”化学键足够稳固，即便是在高温或是过充时也难以破坏，所以磷酸铁锂电池的安全性能和高温性能都可以得到保证。再加上寿命长、循环次数高等特性，相对比其他类型的电池而言，磷酸铁锂电池用作储能电池更有优势。

宁德时代储能电池的电芯规格

纵观全局，目前宁德时代在储能系统上的布局已形成三种具体场景路线：发电侧储能、电网侧储能，以及用电侧储能。

在相对应的项目中，2018年12月所落成的鲁能国家级储能电站示范工程50MW/100MWh的磷酸铁锂电池储能项目，是国内最大的发电侧电化学储能项目；2020年4月通过验收的福建晋江100MWh级储能电站试点示范项目，是目前国内规模最大的电网侧站房式锂电池储能电站，也是国内首家非电网企业管理的独立并网大规模储能电站。

另外，用电侧储能的规模会比发电侧和电网侧储能的规模小上许多，而具有代表性的要数“光储充一体充电站”。尽管与特斯拉的PowerWall有些相似，但作为电池供应商的宁德时代，在关于“电池如何充电”方面，更具备专业优势，而且电池检测及维护功能的存在，还能够在换电站上复用。

“踩”到了一个很好的点

时间长河滚滚向前，而想要在2030年之前实现碳达峰，以及在2060年之前实现碳中和的目标，也并非一件易事。所以会有人说，宁德时代的储能战略“踩”到了一个很好的点上。

根据数据显示，在国内的发电类型中，火力发电占到了67%，而这同样是供电端如此多碳排放的原因所在。对此，中央 财经 委员会第九次会议也曾指出：要去实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革， 构建以新能源为主体的新型电力系统 。

所以总结下来，想要实现碳中和，构建以新能源为主体的新型电力系统是重要的一步；而关于新型电力系统的组成部分，以储能电池为基础的储能系统，则又是其尤为重要的一环。尽管“造车热”点燃了整个动力电池市场，但储能电池却也是未来碳中和战略中不容忽视的一部分。

而且，需要注意的一点是，动能电池的生产亦会产生大量的二氧化碳，这就意味着宁德时代的储能战略同样是在为自己“留条后路”。

另一方面，2021年7月16日，全国碳排放权交易正式开市，涨幅6.73%的成绩，为中国碳中和战略开了个好头的同时，也表明了碳中和的“大势所趋”。

而关于如何抓住碳中和时代的“主要矛盾”，宁德时代也正在逐步完善自己的布局，就比如本月即将正式亮相的钠离子电池。