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      全球能源互联网

      第4卷 第5期 2021年09月;页码:425-426
      EN

      规模化储能技术进展及其在高比例可再生能源和电力电子设备电力系统中的应用

      姚良忠1 ,邓占锋1 ,李建林1 ,张彩萍1
      Liangzhong Yao1 ,Zhanfeng Deng1 ,Jianlin Li1 ,Caiping Zhang1

      关键词

      Keywords

      摘 要

      Abstract

      为实现《巴黎协定》目标,推动能源生产及消费向清洁低碳化转型,实现可持续发展,风电及光伏等可再生能源得到了迅速发展。2013—2020年期间,全球可再生能源发电量增长了45%,预计到2040年将达到总发电量的40%。由于可再生能源具有很强的波动性和随机性,且电力系统中可再生能源的高占比带来系统转动惯量下降、电压支撑能力变弱及高度电力电子化等问题,给含高比例可再生能源电力系统的运行灵活性及安全稳定带来了巨大挑战。

      储能技术应用于电力系统,具有削峰填谷、平滑可再生能源波动、提供频率及电压支撑等一系列功能,必将成为构建以新能源为主体的新型电力系统的重要技术组成部分。

      《全球能源互联网》编辑部紧追学术前沿和研究热点,邀请我们担任特约主编,共同策划“规模化储能技术进展及其在高比例可再生能源和电力电子设备电力系统中的应用”专题,交流各类储能技术的最新研究进展以及在“双高”电力系统中的应用发展趋势、关键技术难点及解决方案等,征集并发表相关专家在该领域的最新研究成果。

      本专题共收录论文5篇,聚焦3个方面的研究。电化学储能方面,因具有响应速度快、能量密度高、部署灵活方便的特点,其规模化建设有望在电网调峰调频、波动平抑、紧急功率支援等场景中发挥重要作用,并在电动汽车、微电网以及可再生能源并网方面有着其他储能方式不可比拟的优势。但传统电化学储能系统采用固定串并联连接方式,无法实现电池单体层面的精准检测和管控,单点故障将极大影响系统性能。清华大学慈松等着重分析了数字储能系统可重构电池网控制架构、基于可重构电池网络的电池状态检测方法、系统运行优化控制方法,以已完成的实际应用案例展示数字无损梯次利用储能系统在实现配电网有功/无功调节、电池一致性与联合输出功率的稳定控制效果,证实了百千瓦级数字储能系统的可行性。氢能利用方面,全球能源互联网研究院赵雪莹等综述了氢能绿色制取的关键技术进展,分析了欧洲、日本等在绿氢制取方面的先进案例,研究了电解制氢技术的成本组成以及降低成本的途径,提出未来应研究新能源输入对电解槽及制氢系统影响,提高电解槽和系统可靠性与耐久性,提升电解槽关键材料与核心部件自主化研发水平。全球能源互联网研究院宋小云等综述了目前中国主要的工业副产氢气来源及其市场容量,对照PEM燃料电池对原料气的纯度要求及各类杂质对燃料电池性能的影响,综述了几种适于PEM燃料电池的副产氢气纯化技术及应用现状,研究了工业副产氢气纯化后作为PEM燃料电池原料气的经济性,展望了其在电网大规模应用的前景。储能容量规划方面,南京工程学院葛乐等综合分析了并网型微电网的混合储能经济性与联络线功率波动平抑效果,提出了基于非合作博弈的混合储能容量优化配置方法。武汉理工大学侯慧等基于依托山体的重力储能,以风光储多能源混合系统中风电场容量、光伏电站容量和储能系统容量为决策变量,建立了以系统总成本最小和包括风光互补特性、供电自给损失率及风光储多能源混合系统贡献率等因素的综合指标最优为目标函数的多目标容量优化规划模型,并利用多目标自适应混沌粒子群算法求解模型,为风光储多能源混合系统在不同偏好下的规划提供了参考。

      希望本专题可以为各类储能技术前沿研究以其在“双高”电力系统中的应用等方面提供借鉴和参考,衷心感谢各位作者、审稿专家对本专题的支持和广大读者的关注,希望在各位同仁的共同努力下,加速推进新型电力系统的发展。

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        2021年9月15日

      姚良忠, 武汉大学电气与自动化学院教授,博士生导师,国家引才计划特聘专家,IET Fellow,IEEE Senior Member,CIGRE会员,IEC TC122“特高压交流输电系统”技术标准化委员会主席,IEC TC8 JWG10“分布式电源接入电网”标准工作组召集人。主要研究方向为大规模新能源发电及并网技术、规模化电动汽车随机接入电网、规模化储能应用、直流输电及直流电网等。

      邓占锋,教授级高级工程师,博士生导师,现任全球能源互联网研究院电力电子研究所所长、全国电压电流等级和频率标准化(SAC/TC1)技术委员会副主任委员、电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员、“先进输电技术”国家重点实验室副主任、北京未来科学城氢能技术协同创新平台专家委员会专家。主要研究方向为新型储能及能源转化技术、柔性交流输配电技术。获得省部级科技进步奖17项,发表论文60余篇,出版专著3部。

      李建林,北方工业大学教授,博士生导师,北方工业大学储能技术研究院院长,中国电工技术学会储能标委会秘书长,中国可再生能源学会储能专委会秘书长,IEEE PES储能运行控制分会副主席。主持国家重点研发技术项目1项,国家863课题4项,自然科学基金项目3项。近年来发表SCI/EI检索文章100余篇,授权发明专利50余项,出版专著10余部。

      张彩萍,北京交通大学教授,博士生导师,IEEE高级会员。长期从事动力与储能电池优化控制与安全管理关键技术研究,主持国家自然科学基金面上项目2项,国家科技部重点研发计划项目课题3项。近5年以第一和通信作者发表SCI期刊论文25篇,授权发明专利22项,曾获国家科技进步二等奖、教育部技术发明一等奖,2017年入选北京市科技新星人才计划。

      基金项目

      作者简介

      • 姚良忠

        姚良忠, 武汉大学电气与自动化学院教授,博士生导师,国家引才计划特聘专家,IET Fellow,IEEE Senior Member,CIGRE会员,IEC TC122“特高压交流输电系统”技术标准化委员会主席,IEC TC8 JWG10“分布式电源接入电网”标准工作组召集人。主要研究方向为大规模新能源发电及并网技术、规模化电动汽车随机接入电网、规模化储能应用、直流输电及直流电网等。

      • 邓占锋

        邓占锋,教授级高级工程师,博士生导师,现任全球能源互联网研究院电力电子研究所所长、全国电压电流等级和频率标准化(SAC/TC1)技术委员会副主任委员、电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员、“先进输电技术”国家重点实验室副主任、北京未来科学城氢能技术协同创新平台专家委员会专家。主要研究方向为新型储能及能源转化技术、柔性交流输配电技术。获得省部级科技进步奖17项,发表论文60余篇,出版专著3部。

      • 李建林

        李建林,北方工业大学教授,博士生导师,北方工业大学储能技术研究院院长,中国电工技术学会储能标委会秘书长,中国可再生能源学会储能专委会秘书长,IEEE PES储能运行控制分会副主席。主持国家重点研发技术项目1项,国家863课题4项,自然科学基金项目3项。近年来发表SCI/EI检索文章100余篇,授权发明专利50余项,出版专著10余部。

      • 张彩萍

        张彩萍,北京交通大学教授,博士生导师,IEEE高级会员。长期从事动力与储能电池优化控制与安全管理关键技术研究,主持国家自然科学基金面上项目2项,国家科技部重点研发计划项目课题3项。近5年以第一和通信作者发表SCI期刊论文25篇,授权发明专利22项,曾获国家科技进步二等奖、教育部技术发明一等奖,2017年入选北京市科技新星人才计划。

      出版信息

      文章编号:2096-5125 (2021)05-0425-02 DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2021.05.001

      中图分类号:

      文献标志码:

      DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2021.05.001

      收稿日期:

      修回日期:

      出版日期:2021-09-25

      引用信息: 姚良忠,邓占锋,李建林等.规模化储能技术进展及其在高比例可再生能源和电力电子设备电力系统中的应用[J].全球能源互联网,2021,4(5):425-426 .Liangzhong Yao,Zhanfeng Deng,Jianlin Li,et al.[J].Journal of Global Energy Interconnection,2021,4(5):425-426 (in Chinese).

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