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电池储能装置用于调峰、节能和缓解缺电.pdf

电池储能装置用于调峰、节能和缓解缺电.pdf

上传者: 德们 2013-01-09 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《电池储能装置用于调峰、节能和缓解缺电pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含电池储能装置用子调峰、节能和缓解缺电黄经亚(湖北省电力试脸研究所)当前我国电力供应十分紧张,影响了国民经济的发展及城乡居民的生活,另一方面由于电力系符等。

电池储能装置用子调峰、节能和缓解缺电黄经亚(湖北省电力试脸研究所)当前我国电力供应十分紧张,影响了国民经济的发展及城乡居民的生活,另一方面由于电力系统存在日供电负荷的峰谷差,即使是缺电地区供电低谷时也有余剩电力难以处理。例如湖北电网年峰谷差最大达万千瓦,最少时仅有多万千一瓦,全年大多数时间为一万千瓦。由于我国过去建设的电网很少考虑调峰向题,很多水电站缺少日调节能力(特别是丰水季),而火电机组基本上是非调峰机组,不能带低负荷(一般带负荷以上),致使目前高峰负荷时缺电,低谷负荷时剩电的问题已成为全国电力系统普遍感到苦恼而又难以解决的一桩大事。解决此间题已有的措施是:一、加装一定数量的调峰机组(可带的低负荷)增大电力系统储备容量,二、建设抽水蓄能电站。以上两种措施我国某些地区已有采用,但目前我国财力有限,大量增装调峰机组是难以实现的,至于抽水蓄能电站的建设不但要有合适的库址(高水头、大库容、近水源、小工量),而且建设费用高、时间长,运行费也大,因此总的来说是远水不救近火,即使兴建个别工程也是杯水车薪。最近国外研制出一种装在用户配电侧的电池储能装置,在夜间负荷低时经整流充电而在日间负荷高峰时逆变反馈。根据我国当前缺电严重而峰谷差又大的具休J洁况,此法不仅可保持工厂电压及频率稳定,而且对受负荷分配限制必须每周停电两三天的厂也得以自供。一电池储能装置(BSP)的基本构造及特性BSP是在用户配电侧通过一台断路器,接入一套具有换流变压器及可以整流、逆变正反向运行的晶闸管阀组成的换流器,其后串接阻、容滤波器,再通过直流开关接入由钠一硫高储能电池串、并联组成的电池组。各电池组装有监视仪表,换流器配有控制和保护装置,配电侧的断路器由配电站控制室遥控,低谷时合闸充电,充满后断开备用,当须反馈时再合闸投入。目『『”’卜壳寸下}一)安’衬’一哪一}}‘}电“’“‘“一一巴到图钠硫电池剖面一J冷却风隔热盒拼么左一了石一l!一」卜一!卜吮才一钠硫电池温度传感器飞一了生l江控月弓z‘{毕图NaS蓄电池温度拉制组件BSP可装在电压为一kV配电一次侧,也可装在电压V二次侧,其容量取决于每个用户的需要,一般为数百至数千千瓦,故体积不大,占地不多,可装在室内,也可装在室外,投入运行迅速(只需几秒钟),对需有第二电源的用户,较安装备用发电机经济和方便得多。它装在用户的低压(也可装于中压)系统中,不但使整套装置造价大大降低,而且所储能量就地使用,避免了较大的传输损耗,运行维护也较简单。。采用一台电子计算机控制整套装置可以在控制室遥控。采用了目前世界上大容量蓄电池中储能密度最高的钠一硫(NaS)蓄电池(几种蓄电池特性见表),所占面积小。单个的NaS电池剖面如图,视要求电压及容量大小将这些电池串、并连接装在一箱中成蓄电池组。由于该蓄电池在OC左右才能正常工作,故每个蓄电池均配有温度控制组件如图所示。这种电池的优越性是有较大的比值功率(P二Wkg)和比值容量(。二owhkg)。从表可以看到:一个电能容量为kwh,峰值额定功率为kw的电池外形尺寸仅为xxmm,因此在xmz的面积中装入了用于V三相电源直流电压为士沁V,容量为数百干瓦时的整套BSP装置,这样就便于用户安装于已有厂房中。从表可见美国福特公司更开发出了专用于大负荷功率级的超高能电池,其容量比BBC的大数十倍,就更适于建造大型BSP。专用于大负荷功率级的NaS蓄电池经持续充放电试验证明其耐久性达一工作循环。根据联邦德国两套实验性BSP使用的结果,认为BSP墓本上能达到以下目标:。低廉的一次性投资和较长的工作寿命,。高效率和高可靠性良好的环境适应性且安装方便,对所需功率和容量有一定适应能力,目前在MW以内,。对急剧的负荷增长作快速功率响应。二在我国应用BSP的前景如前所述,用BSP解决电力系统调峰和改善用户供电是可能的,然而要在我国广泛推行,还需作进一步探讨。首先,BS一尸的容量大小取决于日负荷曲线,亦即在必要的充电时间内有多少余裕电力可以储存。用电单位应根据未装BSP前的日负荷曲线,按填谷削峰的原则计算出BSP的功率和容量,一般应略低于平均供电水平,并按日负荷曲线来控制BSP运转。一个地区电网也应根据本网的日负荷曲线来确定可装多少容量的BSP,并具体安排出每套BSP的充电时间、充电功率和执行此项安排的严格规定。由于日负荷曲线随季节及其他因素而变化,因此该项安排应一年调整几次。作者根据湖北省年的日负荷曲线,找出了一年当中几种具有代表性的日负荷曲线,反映的峰谷差,如图所示。按图中曲线求得日平均供电水平约为oMW,按略低于此水平以。。MW为低谷充电控制墓表各类蓄电池持性洲翻‘口司‘尸口门,,知口日尽门目硫一钠一一铅酸锡镍(烧结式)铿硫化铁锌抓阴极活性物质Ls{PbCb(Al合金)Zn电液H:‘H:KOH,H:一LICI一KC几熔盐ZnCI:酸性熔液,回流仑oC{一一一一{心山~~~~~一~~~~~甲~构池电成阳极活性物质PbONOHFeS:CI:H:O固<一“C电压(V)能量密度kwhkglllllllllllllllllllllllllllllll。一。。一。。一一一一一一一一一一一一一一一一一几万一一一,,,‘,,一一下百一一~~~~~lllb了了乙办卜一竺一一}一兰竺一一lse一二二一一}一}一竺竺一卜一竺一一一一}一}‘o一三一一、充放电次数一一~一一一一一一一一一一一而一通讯、宇航电站高峰负荷平衡用途启动、牵引动力、通用同左同左汽车动力等高能说明价廉可靠,笨重可以大电流放电须维持高温,结构复杂,存在材料腐蚀及隔腆问题同上电解液流动,结构复杂表BBC高熊蓄电池技术数据表儿种钠一硫电池体体积(mmfl)))(x河)开开路l匕压(V)))一容容址(Ah)))内内阻(m‘)))重重盘(kg)))小时放电能容(kwh)))最最大额定功率(<Zm让,kw)))连连续额定功率(放电,kw)))研制者电池类型容盆(人h)用途一一lee,,,,户月,甲一一】,~~~CSPL(英)}PB电动运粉工具福特(美)超高能大功率级负荷休斯飞机制造公司(美)仅设计空l’使用BBC(德)AO电动运输工具能量密度(Zh,Whlkg)功率密度((Zmin,Wkg)准,则有小时多可充电,可充电功率约MW,可充电量约。万kwh,而在平均供电水平以上削峰电量约为万kwh,两者相低尚有一定余裕,如此可减少高峰负荷达OMW,按图中曲线求得日平均供电水平约MW,若以MW为低谷充电控制基准,则可充电将近小时,可充电功率约MW,可充电量约万kwh,若在平均供电水平OMW以上反馈,削峰电量仅约万kwh,两者相抵余裕甚大,不仅可削峰MW,还可扩大日供电一万kw,对系统所起作用与曲线工况相当只有曲线工况下可充电量及功率都较少,但调峰要求也不高。三种工况充电均在小时以上。根据联邦德国经验,充电BSPSMW需。h,ioMW需ssh,均可满足要求。了‘滚架品{{!一飞、泊,今岔挑乏常扛I负趾f氏IJ负线线线曲曲曲,、、甲奋,片口口:了厂、‘一一z,l一分厂J(城帐)、、、丫丫担喊长智代J尸,c’入t止一:、,叮’一一枯尹一闷I}I(l、小时‘盖图湖北省年具有代衣性的日负荷曲线国内大部分地区日负荷曲线大同小异,按上述方法进行分析,相信可得出类似的结果。当然也会有小部份工业不发达,生活用电较少地区,或有较强日调节能力的水电站地区,其结果有较大出入。,其次,探讨在我国应用的可行性和经济性。上述BSP实验装置已在一年试用,并提出最终报告,据BBC来函,此项装置一年可供销售。如能引进一套作为试点,取得运行经验并为国内自制创造条件是很有意义的。而大量推广则必须立足于国内供应。关于换流器和控制部份,我国西电公司以及南京自动化研究所已合作制造并投入运行。只有钠一硫蓄电池国内尚无生产,应奋起直追,建议国家纳入重点攻关项目,组织有关单位加紧研制,因为这种电池带有技术革命的性质,在研制完成之前,作者认为从技术上用我国现有的固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池代用是可行的,例如GGF一,其小时放电容一量为kVA时,其寿命也接近个充放电循环,只是体积比钠硫蓄电池大得多,约为:。,这样占地面积要大些,造价也相应增大,初步估算每kwh约元,若每班按满负荷供电小时计算,则每kw投资约()元,较工厂自装内燃机组每kWo。。元还是便宜的,而且不须自筹昂贵的燃料,低谷充电还有可能享受优惠电价,铅酸蓄电她不必经常为保持恒定高溢而加热或风冷,还可更换铅极板及电池液延长使用寿命,和高能蓄电池相比也有优越的方面。国外也有这样使用的先例。当然,将来大量采用铅酸蓄电池于BSP时,应进行技术与工艺改进,以提高其能量密度。因此,若以湖北为例可装BSPMW,则全‘l毛可利用负荷低谷储能亿kwh以上,削峰约Mw,一方面可减少水电站弃水损失,另方面还可增加供电量,缓和缺电,可为全省增加年产值近。亿元(l)。投资见效也快。第三,推行这项技术必须有相应的政策和规章作为保障。例如在低谷充电不占分配的用电量指标,并实行优惠电价(),另方面(下转第页)、‘’按武汉市耳千瓦时电工平产值约““元估计,()湖北目前已有川定译千瓦时电优惠分钱。政策性很强这样一种特殊情况,国家应制定全国统一的标准及有关的政策、法规。明确规定塌陷后划分绝产地、不绝产地的标准,征地费及各种附加条件村庄受采动影响后搬迁和就地重建、维修的范围及其各项补偿标准和办法。使煤矿迁村征地工作有章可循,有法可依。。对煤矿迁村征地在资金上国家要有扶植政策,具体办法可采取:提高煤矿维简资金提取的标准,º根据地区不同和征迁费用多少,实行价外加价,每吨煤加收一元(包括搬迁、征地、复垦等费用),若因物价上涨,要按比例相应上调调整承包盈亏指标,在上述有困难的情况下,可实行“三下”采出的煤量部分议价,或核定“三下”采煤时地面所发生的费用,从而定出煤价向用户直接收取。对于“七五”承包期内拖欠的征迁费用,国家应拨出专款一次性加以解决,或在核定下一个承包期的承包产量指标时,增加指导性计划的比重,由煤矿用卖议价的收入加以偿还。。征迁工作应明确由地方政府负责。具体做法是:煤矿负责提供征迁计划、图纸和费用、材料,交县以上地方政府,由地方政府统筹安排塌陷区征迁事宜和农民的生产、生活及复垦问题。并实行费用包干,节约归地方,超额不补,出现问题或造成后果均由地方负责,煤矿不承担责任。如因村庄搬迁不掉,影响生产,国家应相应核减煤矿的指令性计划或核减地方的计划用煤指标。合同一经签约,即具有法律效力,双方应严格执行。为鼓励地方和农民对征迁的积极性,有利于安置无地农民的生产、生活,国家在下达年度计划时应留出一编的计划指标供地方使用。煤矿塌陷征地的耕地占用税和土地使用税,国家应予以全额免征,或实行价外加价的办法,由使用这部分煤炭的用户负担这两种税。能源部作为政府主管部门,应成立迁村征地的专门机构,负责管理和协调煤矿的征迁工作。对有征迁任务的有关省(区),国家应明确成立相应的征迁办公室,并由一名在职省级负责人分管此项工作。煤矿和煤矿所在地市(县)也应成立征迁办公室。征迁办公室应配备作风正派,政策业务水平较高的人员任职。山东省已在省政府及有关市县成立了压煤村庄搬迁办公室,这在一定程度上对全省的征迁工作起到了积极的推进协调作用,建议有关省(区)学习山东省的这一作法。(上接第页)用户也要遵守供电部门的统一安排,按时充电,按调度调峰。三结论在用户低压和中压系统安装蓄电池储能装置,是国外最新的技术成果,本文所作分析,说明可在我国推行,用来调峰和缓解缺电。这实际上相当于加大了系统储备容量,可推迟部份系统扩建,减轻用电猛增的压力,特别有意义的是广泛调动用户的积极性,自行投资解决本身缺电和限电的问题,从整体上又对全电力系统作出巨大的调峰节能的贡献,而不需国家投资。“投资一效益”是明显的。由于我国是社会主义国家,推行此项技术的关键还在于政府的提倡、指导、组织试点以及立法保障。深望能引起有关部门的重视,及早纳入各级能源开发计划,鼓励缺电单位推行。

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