400-027-0075
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風電并網(wǎng)瓶頸時代
垃圾能源由來
在中國，可利用風能密度超過200瓦/平方米的“高能”區(qū)域只集中在內(nèi)蒙古北部、新疆北部、黑龍江東部、西藏中北部和沿海的個別地區(qū)。這直接導致了百萬千瓦級風電場的出現(xiàn)，而這樣規(guī)模的風電場在歐洲等地是相當罕見的。
大規(guī)模的風電場給電力系統(tǒng)造成的負面影響日益明顯，由于風能的間歇性等原因，導致風電場給電網(wǎng)帶來諧波污染、電壓波動及閃變問題。另外，風電的 隨機性也給發(fā)電和運行計劃的制定帶來很多困難。除了風力隨機變化的自然屬性之外，風機本身和電網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能也滯后于實際應用的需求。
實際應用中的典型例子是：風大而電網(wǎng)負荷小時，風能輸送不出去會導致電網(wǎng)頻率超過50赫茲，如果電網(wǎng)調(diào)度能力不足，就只能把風電切出去，風機就 要緊急剎車，由于慣性，齒輪箱、傳動、制動系統(tǒng)、葉片等將受到巨大的沖擊載荷。而風小電網(wǎng)負荷大時，風電發(fā)電量不足，電網(wǎng)頻率會低于50赫茲，網(wǎng)壓變得很 低，如電網(wǎng)調(diào)度能力弱就會大面積停電。
從技術(shù)角度，可以將目前風電并網(wǎng)的缺點大致分成三個方面，這也是目前科研技術(shù)人員重點突破的領域：儲能技術(shù)、風力預測技術(shù)和電力電子應用，從風機本身、風場系統(tǒng)以及風場氣象預測等層次解決風電并網(wǎng)的問題。
以不變應萬變
解決風電并網(wǎng)問題，最容易想到的莫過于“儲能-無功調(diào)節(jié)”，利用儲能技術(shù)把風電的間歇能量變成容易調(diào)節(jié)的能源。據(jù)了解，目前儲能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到 足以適應大規(guī)模風電并網(wǎng)所需的程度。其中，鈉硫電池、鋰電池相對成熟，可用于電量和功率應用的場合，但需要降低成本。另外，在地理條件合適的地方，還可以 開展壓縮空氣儲能試驗，估計可以達到100MW以上的應用。
鈉硫電池是以Na-beta-氧化鋁為電解質(zhì)和隔膜，并分別以金屬鈉和多硫化鈉為負極和正極的二次電池。鈉硫電池用于儲能具有獨到的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在原材料和制備成本低、能量和功率密度大、效率高、不受場地限制、維護方便等方面。
鈉硫電池的理論比能量為760Wh/Kg，實際已大于100Wh/Kg，是鉛酸電池的3-4倍；另一個特點是可大電流、高功率放電。其放電電流 密度一般可達200-300mA/cm2，并瞬時放出其3倍的固有能量；再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質(zhì)，所以沒有通常采用液體電解質(zhì)二次電池 的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100％。
鈉硫電池已經(jīng)成功用于削峰填谷、應急電源、風力發(fā)電等可再生能源的穩(wěn)定輸出以及提高電力質(zhì)量等方面。目前在國外已經(jīng)有上百座鈉硫電池儲能電站在運行，是各種先進二次電池中最為成熟和最具潛力的一種。
世界上鈉硫電池領域較為領先的是日本的NGK公司，通用電氣與NGK進行著激烈的競爭。同樣的，生產(chǎn)鋰電池的比亞迪公司也是新能源產(chǎn)業(yè)的積極參與者。特別值得注意的是，儲能技術(shù)還包括了儲能模塊之間的調(diào)配協(xié)調(diào)，這與電池單體一道組成了儲能技術(shù)的難點。
